JP6833812B2 - Promoter mutant - Google Patents

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Description

本発明は、配列番号1により特定される、メタノール資化酵母(Pichia pastoris)の、炭素供給源により調節可能なpG1プロモーターの機能的変異体または誘導体である、単離人工プロモーターであって、ここでは、pG1−xと称するプロモーターであり、特異的なプロモーターエレメントおよび特色を特徴とする単離人工プロモーターを指す。 The present invention is an isolated artificial promoter, which is a functional variant or derivative of the pG1 promoter regulated by a carbon source of the methanol-utilizing yeast (Pichia pastoris) identified by SEQ ID NO: 1. In, it is a promoter called pG1-x, which refers to an isolated artificial promoter characterized by a specific promoter element and characteristics.

背景background

メチロトローフ酵母であるメタノール資化酵母(Pichia pastoris)(コマガタエラ(Komagataella)属種と同義)は、十分に確立されたタンパク質産生宿主である。メタノール資化酵母(P.pastoris)のための多数の株操作法が、多様な産物のための生産性を改善しており、また、産生を目的とするプロモーターにも、努力が傾けられている(Prielhofer,R.、M.Maurer、J.Klein、J.Wenger、C.Kiziak、B.Gasser、およびD.Mattanovich(2013)、Induction without methanol:novel regulated promoters enable high−level expression in Pichia pastoris、Microb Cell Fact、12:5)。遺伝子プロモーターは、対象の遺伝子(GOI:gene of interest)を発現させるための鍵となる特色である:下流(3’)のGOIのRNAの転写は、上流(5’)のプロモーター配列により駆動される。RNAポリメラーゼII(RNAPII)は、真核生物におけるmRNAの転写の一因となる。RNAPIIプロモーターは、コアプロモーターと、いくつかのシス活性化DNAエレメント:近位プロモーター、エンハンサー、サイレンサー、およびバウンダリー/インシュレーターエレメントとからなる。酵母コアプロモーターは、典型的に、主要転写開始部位の近傍(−75/+50bp)に配置され、それらは、高頻度で、不適正なTATAボックス(TATAコンセンサス配列に対する差違を2塩基以下とする)を含有し、他の生物において典型的に見出されるプロモーターエレメントを欠く。転写の調節は、異なる条件に応答し、シス活性化エレメントおよび対応する調節タンパク質(転写因子(TF))を介してなされる。 The methanol-utilizing yeast (Pichia pastoris), a methylotrophic yeast (synonymous with the genus Komagataella), is a well-established protein-producing host. Numerous strain manipulation methods for methanol-utilizing yeast (P. pastoris) have improved productivity for a variety of products, and efforts have also been made to promoters for production. . Microb Cell Fact, 12: 5). The gene promoter is a key feature for expressing the gene of interest (GOI): transcription of RNA in the downstream (3') GOI is driven by the upstream (5') promoter sequence. To. RNA polymerase II (RNAPII) contributes to the transcription of mRNA in eukaryotes. The RNAPII promoter consists of a core promoter and several cis-activating DNA elements: a proximal promoter, an enhancer, a silencer, and a boundary / insulator element. Yeast core promoters are typically located in the vicinity of the major transcription initiation site (-75 / + 50 bp) and they are frequently inadequate TATA boxes (with a difference of 2 bases or less to the TATA consensus sequence). Contains and lacks promoter elements typically found in other organisms. Transcriptional regulation is mediated by cis-activating elements and corresponding regulatory proteins (transcription factors (TFs)) in response to different conditions.

バイオテクノロジーへの適用のためには、構成的または調節的/誘導的遺伝子発現を可能とするプロモーターを使用する。メタノール資化酵母(P.pastoris)を活用する産生プロセスは、炭素供給源依存性プロモーター、たとえば、メタノール誘導性PAOXを適用すると好都合である。これにより、増殖期を、潜在的に煩瑣なタンパク質産生期から分離することができる。近年、炭素供給源によってもまた制御されるが、誘導のためにメタノールに依拠しない、一連のプロモーターが報告された(Prielhoferら、2013):これらのプロモーターは、過剰グリセロールによる抑制および制限グルコースによる誘導の特色を共有する。これらのプロモーターのうちで最も強力なpG1(配列番号1)は、1L当たり0.05gを下回るグルコースで完全に誘導され;天然では、高アフィニティーのグルコース輸送体遺伝子GTH1の発現を制御する。グルコース取込みの特徴は、高および低アフィニティーグルコース輸送体の存在に依存する。出芽酵母(S.cerevisiae)内の、17のヘキソース輸送(HXT)遺伝子(HXT1〜17)は、グルコース濃度に応じて発現し、2つのHXT相同体だけが、メタノール資化酵母(P.pastoris)内で見出される(PpHxt1およびPpHxt2と名付けられる、PAS_chr1−4_0570およびPAS_chr2−1_0054)。PpHxt1は、メタノール資化酵母(P.pastoris)内の、主要な低アフィニティー輸送体であることが同定されているが、高アフィニティーのグルコース輸送は、他の2つの遺伝子、すなわち、PAS_chr3_0023およびPAS_chr1−3_0011(pG1により制御される遺伝子であるGTH1;Prielhoferら、2013)により容易となる。 For biotechnology applications, promoters that allow constitutive or regulatory / inducible gene expression are used. For production processes that utilize methanol-utilizing yeast (P. pastoris), it is convenient to apply a carbon source-dependent promoter, such as methanol-induced PAOX. This allows the growth phase to be separated from the potentially cumbersome protein production phase. In recent years, a series of promoters that are also controlled by carbon sources but do not rely on methanol for induction have been reported (Prielhofer et al., 2013): These promoters are suppressed by excess glycerol and induced by restricted glucose. Share the characteristics of. The most potent of these promoters, pG1 (SEQ ID NO: 1), is fully induced with less than 0.05 g of glucose per liter; in nature, it regulates the expression of the high-affinity glucose transporter gene GTH1. The characteristics of glucose uptake depend on the presence of high and low affinity glucose transporters. The 17 hexose transport (HXT) genes (HXT1-17) in S. cerevisiae are expressed in response to glucose concentration, and only two HXT homologues are methanol-utilizing yeast (P. pastoris). Found within (PAS_chr1-4_0570 and PAS_chr2-1_0054, named PpHxt1 and PpHxt2). PpHxt1 has been identified as the major low-affinity transporter within the methanol-utilizing yeast (P. pastoris), whereas high-affinity glucose transport is associated with two other genes: PAS_chr3_0023 and PAS_chr1-. This is facilitated by 3_0011 (GTH1, a gene regulated by pG1; Prielhofer et al., 2013).

出芽酵母(S.cerevisiae)が、巨大なグルコース取込み能および(発酵性)グルコース代謝を特色とするのに対し、メタノール資化酵母(P.pastoris)は、低グルコース取込み速度と、呼吸器によるグルコース代謝とを有する。さらに、メタノール資化酵母(P.pastoris)は、出芽酵母(S.cerevisiae)より、はるかに低細胞外濃度で、グルコースを消費することが可能である(出芽酵母(S.cerevisiae)におけるmM範囲と対比した、メタノール資化酵母(P.pastoris)においてμM範囲である、高アフィニティー輸送体のKM)。グルコース取込み挙動における根本的な差違はまた、関連遺伝子の転写制御においても表され、また、転写調節因子、たとえば、PpAft1およびPpMxr1(ScAdr1の相同体)の機能の進化においても見ることができる。 Saccharomyces cerevisiae features enormous glucose uptake and (fermentative) glucose metabolism, whereas P. pastoris has a low glucose uptake rate and respiratory glucose. Has metabolism. In addition, methanol-utilizing yeast (P. pastoris) is capable of consuming glucose at much lower extracellular concentrations than Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae) (mM range in S. cerevisiae). versus a μM range in the methylotrophic yeast (P. pastoris), K M of the high affinity transporters). Fundamental differences in glucose uptake behavior are also manifested in the transcriptional regulation of related genes and can also be seen in the evolution of the functions of transcriptional regulators such as PpAft1 and PpMxr1 (homologues of ScAdr1).

メタノール資化酵母(P.pastoris)のプロモーターについての研究、ならびにPAOX1およびグリセルアルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼのプロモーターであるPGAPのランダム突然変異誘発は、野生型プロモーターと比較して異なる活性、変更された誘導挙動を保有するプロモーター変異体を伴うライブラリーと、PAOX1の、いくつかの重要な転写因子結合性部位(TFBS)の同定とを結果としてもたらした(WO2006/089329A2)。 Studies on the promoter of P. pastoris, as well as random mutagenesis of P GAP , the promoter of PAOX1 and glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, have different activities compared to wild-type promoters. brought the library with the promoter variants that possess a modified induced behavior of P AOX1, some important transcription factor binding site (TFBS) and identified as a result (WO2006 / 089329A2).

pG1プロモーターおよびその断片は、WO2013/050551A1においてさらに記載されている。 The pG1 promoter and fragments thereof are further described in WO2013 / 055051A1.

WO2014067926A1は、特異的なリーダー配列を援用する、対象のタンパク質の発現について開示している。リーダーは、多様なプロモーターと共に使用された。例示的なプロモーターとして、pG1プロモーターが使用された。 WO2014067926A1 discloses the expression of a protein of interest with the aid of a specific leader sequence. The leader was used with a variety of promoters. As an exemplary promoter, the pG1 promoter was used.

Struhl K.(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America、1982、78(7):4461〜4465)は、酵母his3プロモーター領域の欠失マッピングについて記載している。Struhl K.は、大半の真核遺伝子に先行するT−A−T−Aボックス配列が、野生型プロモーターの機能に十分ではないことを結論付け、酵母プロモーターは、RNAポリメラーゼとDNAとの単純な相互作用部位より複雑であると考えられることを示唆している。 Struhl K. (Proceedings of the National Academia of Sciences of the United States of America, 1982, 78 (7): 4461-4465) describes a deletion mapping of the yeast his3 promoter region. Struhl K. Concludes that the TATA box sequence preceding most eukaryotic genes is not sufficient for the function of the wild-type promoter, and the yeast promoter is a simple site of interaction between RNA polymerase and DNA. It suggests that it is considered to be more complex.

Quandtら(Nucleic Acids Research、1995、23(23)4878〜4884)は、ヌクレオチド配列データ中のコンセンサスマッチを検出して、配列データ解析に基づき、調節モチーフを同定するためのツールについて記載している。コンセンサスパターンのライブラリーを創出し、ソフトウェアツール(MatInspector)を使用して、潜在的な配列マッチを検出した。 Quandt et al. (Nucleic Acids Research, 1995, 23 (23) 4878-4884) describe a tool for detecting consensus matches in nucleotide sequence data and identifying regulatory motifs based on sequence data analysis. .. A library of consensus patterns was created and a software tool (MatInspector) was used to detect potential sequence matches.

炭素供給源による調節およびプロモーター強度に関して、改善された調節可能なプロモーターを提供することが、本発明の目的である。POIの作製を増強し、かつ/または短縮された時間内でPOIを作製するための、このようなプロモーターを提供することが、さらなる目的である。 It is an object of the present invention to provide improved regulated promoters with respect to regulation by carbon sources and promoter strength. It is a further objective to provide such a promoter for enhancing POI production and / or producing POI within a reduced time.

この目的は、特許請求される主題により達成される。 This objective is achieved by the claimed subject matter.

本発明によれば、配列番号1により特定される、メタノール資化酵母(Pichia pastoris)の、炭素供給源により調節可能なpG1プロモーターの機能的変異体である、単離および/または人工pG1−xプロモーターであって、そのpG1−xプロモーターは、少なくとも293bpの長さを有する配列番号1の少なくとも一部からなるかまたはこれを含み、以下のプロモーター領域:
a)配列番号2および配列番号3のヌクレオチド配列を含む、少なくとも1つのコア調節領域;ならびに
b)コア調節領域以外の、pG1−xプロモーター配列内の任意の領域である非コア調節領域
を特徴とし、
pG1−xプロモーターが、プロモーター領域のうちの何れかにおける、少なくとも1つの突然変異と、配列番号2および配列番号3における、少なくとも80%の配列同一性と、配列番号2または配列番号3以外の任意の領域における、少なくとも50%の配列同一性とを含み;さらに、
pG1−xプロモーターが、pG1プロモーターと比較して、同じであるかまたは増大させた、プロモーター強度および誘導比を特徴とし、この場合、
・プロモーター強度が、誘導状態において、pG1プロモーターと比較して、少なくとも1.1倍増大しており、かつ/または
・誘導比が、pG1プロモーターと比較して、少なくとも1.1倍増大している、
pG1−xプロモーターが提供される。
According to the present invention, isolated and / or artificial pG1-x, which is a functional variant of the pG1 promoter regulated by a carbon source of methanol-utilizing yeast (Pichia pastoris) identified by SEQ ID NO: 1. A promoter, wherein the pG1-x promoter comprises or comprises at least a portion of SEQ ID NO: 1 having a length of at least 293 bp and comprises the following promoter regions:
It features a) at least one core regulatory region comprising the nucleotide sequences of SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3; and b) a non-core regulatory region that is any region within the pG1-x promoter sequence other than the core regulatory region. ,
The pG1-x promoter has at least one mutation in any of the promoter regions, at least 80% sequence identity in SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3, and any other than SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 3. Includes at least 50% sequence identity in the region of;
The pG1-x promoter is characterized by the same or increased promoter intensity and induction ratio as compared to the pG1 promoter, in this case.
-The promoter intensity is increased by at least 1.1 times compared to the pG1 promoter and / or-the induction ratio is increased by at least 1.1 times compared to the pG1 promoter in the induced state.
The pG1-x promoter is provided.

具体的に、配列番号1により特定される、メタノール資化酵母(Pichia pastoris)のpG1プロモーターは、配列番号7、8、または9のうちの何れかであり、より具体的に、ここでの例において、基準として使用される、配列番号9である。 Specifically, the pG1 promoter of the methanol-utilizing yeast (Pichia pastoris) identified by SEQ ID NO: 1 is any of SEQ ID NOs: 7, 8 or 9, and more specifically, the example herein. In SEQ ID NO: 9, which is used as a reference.

具体的に、pG1−xプロモーターは、pG1(配列番号264)と名付けられた、先行技術によるプロモーターのうちの何れかでも、WO2013050551A1において記載されている、pG1a(配列番号265)、pG1b(配列番号266)、pG1c(配列番号267)、pG1d(配列番号268)、pG1e(配列番号269)、またはpG1f(配列番号270)のうちの何れでもない。 Specifically, the pG1-x promoter is any of the prior art promoters named pG1 (SEQ ID NO: 264), pG1a (SEQ ID NO: 265), pG1b (SEQ ID NO: 265) described in WO2013050551A1. 266), pG1c (SEQ ID NO: 267), pG1d (SEQ ID NO: 268), pG1e (SEQ ID NO: 269), or pG1f (SEQ ID NO: 270).

具体的な態様によれば、本発明に従うpG1−xプロモーターは、
・誘導状態において、pG1プロモーターと比較して、少なくとも1.1倍、もしくは少なくとも1.2倍、もしくは少なくとも1.3倍、もしくは少なくとも1.4倍、もしくは少なくとも1.5倍、もしくは少なくとも1.6倍、もしくは少なくとも1.7倍、もしくは少なくとも1.8倍、もしくは少なくとも1.9倍、もしくは少なくとも2倍、もしくは少なくとも2.1倍、もしくは少なくとも2.2倍、もしくは少なくとも2.3倍、もしくは少なくとも2.4倍、もしくは少なくとも2.5倍、もしくは少なくとも2.6倍、もしくは少なくとも2.7倍、もしくは少なくとも2.8倍増大しているプロモーター強度、または少なくとも2.9倍、もしくは少なくとも3倍、もしくは少なくとも3.3倍、もしくは少なくとも3.5倍、もしくは少なくとも3.8倍、もしくは少なくとも4倍、もしくは少なくとも4.5倍、もしくは少なくとも5倍、もしくは少なくとも5.5倍、もしくは少なくとも6倍増大しているプロモーター強度と、
・炭素供給源により調節される能力であって、pG1プロモーターにより達成される誘導比と比較して、同じであるかまたは大きな誘導比により決定される能力と
を特徴とする、炭素供給源により調節可能なプロモーターである。
According to a specific embodiment, the pG1-x promoter according to the present invention is:
-In the induced state, at least 1.1 times, or at least 1.2 times, or at least 1.3 times, or at least 1.4 times, or at least 1.5 times, or at least 1. 6 times, or at least 1.7 times, or at least 1.8 times, or at least 1.9 times, or at least 2 times, or at least 2.1 times, or at least 2.2 times, or at least 2.3 times, Or at least 2.4 times, or at least 2.5 times, or at least 2.6 times, or at least 2.7 times, or at least 2.8 times increased promoter strength, or at least 2.9 times, or at least 3 times. Or at least 3.3 times, or at least 3.5 times, or at least 3.8 times, or at least 4 times, or at least 4.5 times, or at least 5 times, or at least 5.5 times, or at least 6 times. Great promoter strength and
• Ability regulated by a carbon source, characterized by an ability that is determined by the same or greater induction ratio as compared to the induction ratio achieved by the pG1 promoter. A possible promoter.

さらなる具体的な態様によれば、本発明に従うpG1−xプロモーターは、
・誘導状態において、pG1プロモーターと比較して、同じであるかまたは大きなプロモーター強度と
・炭素供給源により調節される能力であって、pG1プロモーターにより達成される誘導比と比較して、少なくとも1.1倍、もしくは少なくとも1.2倍、もしくは少なくとも1.3倍、もしくは少なくとも1.4倍、もしくは少なくとも1.5倍、もしくは少なくとも1.6倍、もしくは少なくとも1.7倍、もしくは少なくとも1.8倍、もしくは少なくとも1.9倍、もしくは少なくとも2倍、もしくは少なくとも2.1倍、もしくは少なくとも2.2倍、もしくは少なくとも2.3倍、もしくは少なくとも2.4倍、もしくは少なくとも2.5倍、もしくは少なくとも2.6倍、もしくは少なくとも2.7倍、もしくは少なくとも2.8倍増大している誘導比、または少なくとも2.9倍、もしくは少なくとも3倍、もしくは少なくとも3.3倍、もしくは少なくとも3.5倍、もしくは少なくとも3.8倍、もしくは少なくとも4倍、もしくは少なくとも4.5倍、もしくは少なくとも5倍、もしくは少なくとも5.5倍、もしくは少なくとも6倍増大している誘導比により決定される能力と
を特徴とする、炭素供給源により調節可能なプロモーターである。
According to a more specific embodiment, the pG1-x promoter according to the present invention is:
• In the induced state, with the same or greater promoter strength compared to the pG1 promoter. • At least 1. The ability to be regulated by the carbon source and compared to the induction ratio achieved by the pG1 promoter. 1x, or at least 1.2x, or at least 1.3x, or at least 1.4x, or at least 1.5x, or at least 1.6x, or at least 1.7x, or at least 1.8 Double, or at least 1.9 times, or at least 2 times, or at least 2.1 times, or at least 2.2 times, or at least 2.3 times, or at least 2.4 times, or at least 2.5 times, or An induction ratio that is at least 2.6 times, or at least 2.7 times, or at least 2.8 times higher, or at least 2.9 times, or at least 3 times, or at least 3.3 times, or at least 3.5 times. Alternatively, it is characterized by an ability determined by an induction ratio that is increased by at least 3.8 times, or at least 4 times, or at least 4.5 times, or at least 5 times, or at least 5.5 times, or at least 6 times. It is a promoter that can be regulated by the carbon source.

さらなる具体的な態様によれば、本発明に従うpG1−xプロモーターは、
・誘導状態において、pG1プロモーターと比較して、少なくとも1.1倍、もしくは少なくとも1.2倍、もしくは少なくとも1.3倍、もしくは少なくとも1.4倍、もしくは少なくとも1.5倍、もしくは少なくとも1.6倍、もしくは少なくとも1.7倍、もしくは少なくとも1.8倍、もしくは少なくとも1.9倍、もしくは少なくとも2倍、もしくは少なくとも2.1倍、もしくは少なくとも2.2倍、もしくは少なくとも2.3倍、もしくは少なくとも2.4倍、もしくは少なくとも2.5倍、もしくは少なくとも2.6倍、もしくは少なくとも2.7倍、もしくは少なくとも2.8倍増大しているプロモーター強度、または少なくとも2.9倍、もしくは少なくとも3倍、もしくは少なくとも3.3倍、もしくは少なくとも3.5倍、もしくは少なくとも3.8倍、もしくは少なくとも4倍、もしくは少なくとも4.5倍、もしくは少なくとも5倍、もしくは少なくとも5.5倍、もしくは少なくとも6倍増大しているプロモーター強度と、
・炭素供給源により調節される能力であって、pG1プロモーターにより達成される誘導比と比較して、少なくとも1.1倍、もしくは少なくとも1.2倍、もしくは少なくとも1.3倍、もしくは少なくとも1.4倍、もしくは少なくとも1.5倍、もしくは少なくとも1.6倍、もしくは少なくとも1.7倍、もしくは少なくとも1.8倍、もしくは少なくとも1.9倍、もしくは少なくとも2倍、もしくは少なくとも2.1倍、もしくは少なくとも2.2倍、もしくは少なくとも2.3倍、もしくは少なくとも2.4倍、もしくは少なくとも2.5倍、もしくは少なくとも2.6倍、もしくは少なくとも2.7倍、もしくは少なくとも2.8倍増大している誘導比、または少なくとも2.9倍、もしくは少なくとも3倍、もしくは少なくとも3.3倍、もしくは少なくとも3.5倍、もしくは少なくとも3.8倍、もしくは少なくとも4倍、もしくは少なくとも4.5倍、もしくは少なくとも5倍、もしくは少なくとも5.5倍、もしくは少なくとも6倍増大している誘導比により決定される能力と
を特徴とする、炭素供給源により調節可能なプロモーターである。
According to a more specific embodiment, the pG1-x promoter according to the present invention is:
-In the induced state, at least 1.1 times, or at least 1.2 times, or at least 1.3 times, or at least 1.4 times, or at least 1.5 times, or at least 1. 6 times, or at least 1.7 times, or at least 1.8 times, or at least 1.9 times, or at least 2 times, or at least 2.1 times, or at least 2.2 times, or at least 2.3 times, Or at least 2.4 times, or at least 2.5 times, or at least 2.6 times, or at least 2.7 times, or at least 2.8 times increased promoter strength, or at least 2.9 times, or at least 3 times. Or at least 3.3 times, or at least 3.5 times, or at least 3.8 times, or at least 4 times, or at least 4.5 times, or at least 5 times, or at least 5.5 times, or at least 6 times. Great promoter strength and
• Ability regulated by the carbon source, at least 1.1-fold, or at least 1.2-fold, or at least 1.3-fold, or at least 1. times the induction ratio achieved by the pG1 promoter. 4 times, or at least 1.5 times, or at least 1.6 times, or at least 1.7 times, or at least 1.8 times, or at least 1.9 times, or at least 2 times, or at least 2.1 times, Or at least 2.2 times, or at least 2.3 times, or at least 2.4 times, or at least 2.5 times, or at least 2.6 times, or at least 2.7 times, or at least 2.8 times. Induction ratio, or at least 2.9 times, or at least 3 times, or at least 3.3 times, or at least 3.5 times, or at least 3.8 times, or at least 4 times, or at least 4.5 times, or at least A carbon source-regulated promoter characterized by an ability determined by an induction ratio that is increased 5-fold, or at least 5.5-fold, or at least 6-fold.

具体的に、プロモーター強度を、pG1プロモーターと比較した、対象のタンパク質(POI:protein of interest)、たとえば、モデルタンパク質(たとえば、たとえば、増強型GFPであるeGFP、Gene Bank受託番号:U57607を含む、緑色蛍光タンパク質であるGFP)の発現レベルおよび/または転写速度により決定する。pG1−xのプロモーター強度は、具体的に、たとえば、pG1プロモーターと比較して、少なくとも1.2倍、もしくは少なくとも1.3倍、もしくは少なくとも1.4倍、もしくは1.5倍、もしくは少なくとも1.6倍、もしくは少なくとも1.7倍、もしくは少なくとも1.8倍、もしくは少なくとも1.9倍、もしくは少なくとも2倍、もしくは少なくとも2.1倍、もしくは少なくとも2.2倍、もしくは少なくとも2.3倍、もしくは少なくとも2.4倍、もしくは少なくとも2.5倍、もしくは少なくとも2.6倍、もしくは少なくとも2.7倍、もしくは少なくとも2.8倍増大している、または少なくとも2.9倍、もしくは少なくとも3倍、もしくは少なくとも3.5倍、もしくは少なくとも4倍、もしくは少なくとも4.5倍、もしくは少なくとも5倍、もしくは少なくとも5.5倍、もしくは少なくとも6倍、もしくは少なくとも6.5倍、もしくは少なくとも7倍、もしくは少なくとも7.5倍、もしくは少なくとも8倍、もしくは少なくとも8.5倍、もしくは少なくとも9倍、もしくは少なくとも9.5倍、もしくは少なくとも10倍増大している。 Specifically, the promoter strength comprises a protein of interest (POI) compared to the pG1 promoter, eg, a model protein (eg, eg, enhanced GFP eGFP, Gene Bank accession number: U57607). It is determined by the expression level and / or transcription rate of GFP), which is a green fluorescent protein. Specifically, the promoter strength of pG1-x is at least 1.2 times, or at least 1.3 times, or at least 1.4 times, or 1.5 times, or at least 1 times that of the pG1 promoter, for example. 1.6 times, or at least 1.7 times, or at least 1.8 times, or at least 1.9 times, or at least 2 times, or at least 2.1 times, or at least 2.2 times, or at least 2.3 times Or at least 2.4 times, or at least 2.5 times, or at least 2.6 times, or at least 2.7 times, or at least 2.8 times, or at least 2.9 times, or at least 3 times, Or at least 3.5 times, or at least 4 times, or at least 4.5 times, or at least 5 times, or at least 5.5 times, or at least 6 times, or at least 6.5 times, or at least 7 times, or at least. It has increased by 7.5 times, or at least 8 times, or at least 8.5 times, or at least 9 times, or at least 9.5 times, or at least 10 times.

ここでは、pG1プロモーターは、プロモーター機能の改善を決定する基準または対照として用いてもよい。このような対照pG1プロモーターは、同じ宿主細胞および発現系を使用する並行対照実験において使用してもよく、同じ宿主細胞培養物中の内部対照として使用してもよい。プロモーター機能を、pG1プロモーターと比較して適格とするこのような対照実験は、好ましくは、メタノール資化酵母(P.pastoris)宿主細胞培養物中、特に、モデルタンパク質、たとえば、GFPまたはeGFPを発現させる、組換えメタノール資化酵母(P.pastoris)において実行される。 Here, the pG1 promoter may be used as a criterion or control for determining improvement in promoter function. Such a control pG1 promoter may be used in parallel control experiments using the same host cell and expression system, or as an internal control in the same host cell culture. Such control experiments that qualify the promoter function relative to the pG1 promoter preferably express a model protein, such as GFP or eGFP, in a methanol-utilizing yeast (P. pastoris) host cell culture. It is carried out in recombinant methanol-utilizing yeast (P. pastoris).

pG1−xプロモーターによる誘導は、さらなる翻訳および前記POIの任意の発現を具体的に含む、転写の誘導を具体的に指す。 Induction by the pG1-x promoter specifically refers to the induction of transcription, which specifically comprises further translation and arbitrary expression of said POI.

前記転写速度は、プロモーター強度の尺度として決定され、具体的に、前記プロモーターを完全に誘導したときに得られる、転写物の量を指す。 The transcription rate is determined as a measure of promoter strength and specifically refers to the amount of transcript obtained when the promoter is fully induced.

前記転写速度は、たとえば、制限グルコースによるケモスタット培養条件下で得られる、完全誘導状態における転写強度により決定し、pG1プロモーターの転写速度と比べて表してもよい。 The transcription rate may be determined, for example, by the transcription intensity in a fully induced state obtained under chemostat culture conditions with restricted glucose and may be expressed in comparison with the transcription rate of the pG1 promoter.

好ましくは、転写解析は、定量的または半定量的であり、好ましくは、qRT−PCR、DNAマイクロアレイ、RNAシーケンシング、およびトランスクリプトーム解析を援用する。 Preferably, the transcriptional analysis is quantitative or semi-quantitative, preferably utilizing qRT-PCR, DNA microarray, RNA sequencing, and transcriptome analysis.

pG1プロモーター強度と比較したプロモーター強度は、以下の標準的なアッセイにより決定することができる:被験プロモーターの制御下で、eGFPを発現させるメタノール資化酵母(P.pastoris)株を、ウェル1つ当たりの培養物を2mLとして、280rpmで振とうしながら、深型24ウェルプレート内、25℃でスクリーニングする。グルコースフィードビーズ(6mm、Kuhner、CH)を使用して、グルコース制限増殖条件を作出する。細胞を、誘導状態(YP+1つのフィードビーズ、20〜28時間にわたる)における、eGFPの発現について解析する。 Promoter strength compared to pG1 promoter strength can be determined by the following standard assay: under the control of the test promoter, a methanol-utilizing yeast (P. pastoris) strain expressing eGFP, per well. 2 mL of the culture is screened at 25 ° C. in a deep 24-well plate while shaking at 280 rpm. Glucose feed beads (6 mm, Kuhner, CH) are used to create glucose-restricted growth conditions. Cells are analyzed for expression of eGFP in the induced state (YP + 1 feed beads over 20-28 hours).

培養条件が、たとえば、1L当たり0.4g未満、好ましくは、1L当たり0.04g未満、具体的に、1L当たり0.02g未満のグルコース濃度で、ほぼ最大の誘導をもたらす場合、前記プロモーターは、抑制解除され、完全に誘導されていると考えられる。完全に誘導されたプロモーターは、好ましくは、天然pGAPプロモーターと比較して、少なくとも20%、より好ましくは、少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%の転写速度を示し、少なくとも100%、なおまたはこれより大きい、少なくとも150%もしくは少なくとも200%の転写速度を示す。転写速度は、たとえば、たとえば、下記の実施例節で記載される通り、液体培養物中でクローンを培養したときの、レポーター遺伝子、たとえば、eGFPの転写物の量により決定してもよい。あるいは、転写速度は、マイクロアレイ上の転写強度により決定してもよく、この場合、マイクロアレイデータは、抑制状態と抑制解除状態との発現レベルの差違と、完全誘導状態における、対照と比較して大きなシグナル強度とを示す。 If the culture conditions result in near maximum induction, for example, at a glucose concentration of less than 0.4 g per liter, preferably less than 0.04 g per liter, specifically less than 0.02 g per liter, the promoter. It is considered that the suppression was released and the promoter was completely induced. The fully induced promoter is preferably at least 20%, more preferably at least 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% transcription compared to the native pGAP promoter. It indicates the rate and indicates a transcription rate of at least 100%, or even greater, at least 150% or at least 200%. The transcription rate may be determined, for example, by the amount of reporter gene, eg, eGFP transcript, when the clone is cultured in a liquid culture, for example, as described in the Examples section below. Alternatively, the transcription rate may be determined by the transfer intensity on the microarray, in which case the microarray data is large compared to the control in the fully induced state and the difference in the expression level between the suppressed state and the unsuppressed state. Indicates signal intensity.

具体的には前記天然pGAPプロモーターは、POIの発現を決定するのに宿主細胞として使用されうる真核細胞に内因性または相同であるプロモーターであり、比較を目的として、標準または基準プロモーターとして用いられる。 Specifically, the native pGAP promoter is a promoter that is endogenous or homologous to eukaryotic cells that can be used as a host cell to determine POI expression and is used as a standard or reference promoter for comparison purposes. ..

たとえば、メタノール資化酵母(P.pastoris)の天然pGAPプロモーターは、メタノール資化酵母(P.pastoris)内でGAPDHの発現を制御するのに使用される通り、たとえば、図7に示される配列:メタノール資化酵母(P.pastoris)(GS115)の天然pGAPプロモーター配列(配列番号260)を有する、メタノール資化酵母(P.pastoris)内の、改変されていない内因性のプロモーター配列である。メタノール資化酵母(P.pastoris)を、本発明に従うPOIを作製するための宿主として使用する場合、本発明に従うpG1−xプロモーターの転写強度または速度を、このようなメタノール資化酵母(P.pastoris)の天然pGAPプロモーターと比較し、かつ/または天然pG1プロモーターと比較する。 For example, as the native pGAP promoter of P. pastoris is used to control the expression of GAPDH in P. pastoris, for example, the sequence shown in FIG. It is an unmodified endogenous promoter sequence in Pichia pastoris having a native pGAP promoter sequence (SEQ ID NO: 260) of P. pastoris (GS115). When methanol-utilizing yeast (P. pastoris) is used as a host for making POI according to the present invention, the transcriptional strength or rate of the pG1-x promoter according to the present invention can be determined by such methanol-utilizing yeast (P. pastoris). Compared to the native pGAP promoter of yeast) and / or compared to the native pG1 promoter.

別の例としては、出芽酵母(S.cerevisiae)の天然pGAPプロモーターは、出芽酵母(S.cerevisiae)内でGAPDHの発現を制御するのに使用される通り、出芽酵母(S.cerevisiae)内の、改変されていない内因性のプロモーター配列である。出芽酵母(S.cerevisiae)を、POIを作製するための宿主として使用する場合、pG1−xプロモーターの転写強度または速度を、このような出芽酵母(S.cerevisiae)の天然pGAPプロモーターと比較する。 As another example, the native pGAP promoter of S. cerevisiae is used within S. cerevisiae to control GAPDH expression within S. cerevisiae. , An unmodified endogenous promoter sequence. When S. cerevisiae is used as a host for making POI, the transcriptional intensity or rate of the pG1-x promoter is compared to the native pGAP promoter of such S. cerevisiae.

したがって、本発明に従うプロモーターの相対転写強度または速度は通例、POIを作製するための宿主として使用される、同じ種または株の細胞の天然pGAPプロモーターと比較される。 Therefore, the relative transcriptional strength or rate of promoters according to the invention is typically compared to the native pGAP promoter of cells of the same species or strain used as a host for making POI.

誘導比は、本pG1−xプロモーターの調節を決定するのに、鍵となるパラメータであり、誘導状態におけるプロモーター活性または強度を、抑制状態におけるプロモーター活性または強度と比べる。たとえば、抑制状態におけるモデルタンパク質(たとえば、GFPまたはeGFP)の発現レベルおよび/または転写速度は、過剰グリセロールによる抑制時に、決定され、モデルタンパク質の発現レベルおよび/または転写速度は、グルコースフィーディングの制限による誘導時の、誘導状態において決定される。 The induction ratio is a key parameter in determining the regulation of the pG1-x promoter, comparing the promoter activity or intensity in the inducing state with the promoter activity or intensity in the inhibitory state. For example, the expression level and / or transcription rate of a model protein (eg, GFP or eGFP) in a repressed state is determined when suppressed by excess glycerol, and the expression level and / or transcription rate of the model protein is a limitation of glucose feeding. It is determined by the induction state at the time of induction by.

具体的に、誘導比を、抑制状態と対比した誘導状態における、発現レベル(たとえば、GFPまたはeGFP)の比により決定する。pG1−xプロモーターの誘導比は具体的に、pG1プロモーターと比較して、同じであるかまたは大きい。具体的な場合において、誘導比は、pG1プロモーターと比較して、少なくとも2倍、または少なくとも3倍、または少なくとも4倍、少なくとも5倍、または少なくとも6倍、または少なくとも7倍、少なくとも8倍、または少なくとも9倍、または少なくとも10倍増大している。 Specifically, the induction ratio is determined by the ratio of expression levels (eg, GFP or eGFP) in the induced state as opposed to the suppressed state. The induction ratio of the pG1-x promoter is specifically the same or greater than that of the pG1 promoter. In specific cases, the induction ratio is at least 2-fold, or at least 3-fold, or at least 4-fold, at least 5-fold, or at least 6-fold, or at least 7-fold, at least 8-fold, or at least as compared to the pG1 promoter. It has increased by at least 9 times, or at least 10 times.

pG1プロモーター強度と比較した誘導比は、以下の標準的なアッセイにより決定することができる:被験プロモーターの制御下で、eGFPを発現させるメタノール資化酵母(P.pastoris)株を、ウェル1つ当たりの培養物を2mLとして、280rpmで振とうしながら、深型24ウェルプレート内、25℃でスクリーニングする。グルコースフィードビーズ(6mm、Kuhner、CH)を使用して、グルコース制限増殖条件を作出する。細胞を、抑制(YP+1%グリセロール、指数関数的増殖期)および誘導(YP+1つのフィードビーズ、20〜28時間にわたる)時における、eGFPの発現について解析する。 The induction ratio compared to the pG1 promoter intensity can be determined by the following standard assay: under the control of the test promoter, a methanol-utilizing yeast (P. pastoris) strain expressing eGFP per well. 2 mL of the culture is screened at 25 ° C. in a deep 24-well plate while shaking at 280 rpm. Glucose feed beads (6 mm, Kuhner, CH) are used to create glucose-restricted growth conditions. Cells are analyzed for eGFP expression during inhibition (YP + 1% glycerol, exponential growth phase) and induction (YP + 1 feed beads over 20-28 hours).

具体的に、pG1−xプロモーターは、抑制解除(誘導)状態において、抑制状態の少なくとも2.5倍、または少なくとも3倍、または少なくとも4倍、少なくとも5倍、または少なくとも6倍、または少なくとも7倍、少なくとも8倍、または少なくとも9倍、または少なくとも10倍のプロモーター活性または強度(たとえば、転写活性または転写強度)を有する。 Specifically, the pG1-x promoter is at least 2.5-fold, or at least 3-fold, or at least 4-fold, at least 5-fold, or at least 6-fold, or at least 7-fold in the de-suppressed (induced) state. Has at least 8-fold, or at least 9-fold, or at least 10-fold promoter activity or intensity (eg, transcriptional activity or transcriptional intensity).

具体的に、コア調節領域が、配列番号2および配列番号3のヌクレオチド配列を組み込む場合、配列番号2および3の配列を、pG1−xプロモーター配列内に、任意の順序で、好ましくは、互いと近接して、たとえば、配列番号2の配列と配列番号3の配列との間を、10、20、50、または100bp以下として含むことを意味する。 Specifically, when the core regulatory region incorporates the nucleotide sequences of SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3, the sequences of SEQ ID NOs: 2 and 3 are placed in the pG1-x promoter sequence in any order, preferably with each other. In close proximity, for example, between the sequence of SEQ ID NO: 2 and the sequence of SEQ ID NO: 3 is meant to be included as 10, 20, 50, or 100 bp or less.

具体的に、配列番号2および/または配列番号3は、1つ以上の転写因子結合性部位(TFBS)を含有する。 Specifically, SEQ ID NO: 2 and / or SEQ ID NO: 3 contains one or more transcription factor binding sites (TFBS).

具体的に、配列番号2および配列番号3のヌクレオチド配列は、それらの各々または両方の配列が併せて、それぞれの転写因子により認識されて機能的であると考えられる、TFBSまたは少なくともその一部を表す。このような配列番号2または配列番号3のヌクレオチド配列(またはその機能的変異体)は、不可欠であると考えられ、pG1−xプロモーター内に、改変されていない形態で、あるいは少なくとも80%の配列同一性、または少なくとも85%、もしくは少なくとも90%、もしくは少なくとも95%、100%以下の配列同一性を伴うその機能的変異体として組み込まれる。 Specifically, the nucleotide sequences of SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3 include TFBS or at least a portion thereof, each or both of which sequences are considered to be recognized and functional by their respective transcription factors. Represent. Such nucleotide sequences of SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 3 (or functional variants thereof) are considered essential and, in unmodified form, or at least 80% of the sequences within the pG1-x promoter. It is incorporated as its functional variant with identity, or at least 85%, or at least 90%, or at least 95%, 100% or less sequence identity.

具体的に、pG1−xプロモーターは、配列番号2および配列番号3以外のヌクレオチド配列であって、pG1プロモーター内の対応する領域に対する、少なくとも50%の配列同一性、具体的に、コア調節領域または非コア調節領域における、少なくとも60%、または少なくとも70%、または少なくとも80%、または少なくとも90%の配列同一性を有するヌクレオチド配列を含む。具体的に、配列番号2および配列番号3以外の任意のヌクレオチド配列である、コア調節領域内のヌクレオチド配列は、pG1プロモーター内の対応する領域に対する、少なくとも少なくとも60%、または少なくとも70%、または少なくとも80%、または少なくとも90%、または少なくとも95%、または少なくとも98%の配列同一性を有する。具体的に、非コア調節領域内のヌクレオチド配列は、pG1プロモーター内の対応する領域に対する、90%未満、または80%未満、または70%未満、または60%未満の配列同一性を有しうる。 Specifically, the pG1-x promoter is a nucleotide sequence other than SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3, with at least 50% sequence identity to the corresponding region within the pG1 promoter, specifically the core regulatory region or Includes nucleotide sequences having at least 60%, or at least 70%, or at least 80%, or at least 90% sequence identity in the non-core regulatory region. Specifically, the nucleotide sequence within the core regulatory region, which is any nucleotide sequence other than SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3, is at least 60%, or at least 70%, or at least the corresponding region within the pG1 promoter. It has 80%, or at least 90%, or at least 95%, or at least 98% sequence identity. Specifically, the nucleotide sequence within the non-core regulatory region can have less than 90%, less than 80%, less than 70%, or less than 60% sequence identity to the corresponding region within the pG1 promoter.

具体的に、コア調節領域は、配列番号4のヌクレオチド配列、またはTFBSを含む、その機能的変異体、好ましくは、少なくとも80%、もしくは少なくとも90%、もしくは少なくとも95%、もしくは少なくとも98%の配列同一性を伴う機能的変異体を含むかまたはこれからなる。 Specifically, the core regulatory region comprises the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4, or a functional variant thereof comprising TFBS, preferably at least 80%, or at least 90%, or at least 95%, or at least 98% of the sequence. Includes or consists of functional variants with identity.

具体的に、コア調節領域を、配列番号5、またはTFBSを含む、その機能的変異体、好ましくは、少なくとも80%、もしくは少なくとも90%、もしくは少なくとも95%、もしくは少なくとも98%の配列同一性を伴う機能的変異体により表される主要調節領域へと組み込む。 Specifically, the core regulatory region is sequenced with SEQ ID NO: 5, or a functional variant thereof, including TFBS, preferably at least 80%, or at least 90%, or at least 95%, or at least 98% sequence identity. Incorporate into the major regulatory regions represented by the associated functional variants.

具体的に、1つ以上のTFBSは、Rgt1、Cat8−1、およびCat8−2からなる群から選択される転写因子のうちの何れかに対するTFBSである。 Specifically, one or more TFBSs are TFBSs for any of the transcription factors selected from the group consisting of Rgt1, Cat8-1, and Cat8-2.

具体的に、TFBSは、転写因子であるRgt1および/またはCat8−1および/またはCat8−2により認識される。同じ因子対して変動しうるTFBSは、ある特定のコンセンサス配列を特徴とする。具体的な転写因子は、以下の通りに特定される。 Specifically, TFBS is recognized by the transcription factors Rgt1 and / or Cat8-1 and / or Cat8-2. TFBS, which can fluctuate for the same factors, is characterized by a particular consensus sequence. Specific transcription factors are specified as follows.

Rgt1は、グルコース応答性の転写活性化因子および抑制因子であり、いくつかのグルコース輸送体(HXT)遺伝子の発現を調節する。メタノール資化酵母(P.pastoris)のRgt1は、配列番号261のアミノ酸配列を特徴とする(図7)。 Rgt1 is a glucose-responsive transcriptional activator and suppressor that regulates the expression of several glucose transporter (HXT) genes. Rgt1 of methanol-utilizing yeast (P. pastoris) is characterized by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 261 (FIG. 7).

Cat8−1およびCat8−2は、非発酵性増殖条件下で、様々な遺伝子の抑制解除に必要な、炭素供給源応答エレメントに結合する、亜鉛クラスター転写活性化因子である。メタノール資化酵母(P.pastoris)のCat8−1およびCat8−2は、それぞれ、配列番号262および263のアミノ酸配列を特徴とする(図7)。 Cat8-1 and Cat8-2 are zinc cluster transcriptional activators that bind to carbon source response elements required for desuppression of various genes under non-fermentative growth conditions. Cat8-1 and Cat8-2 of methanol-utilizing yeast (P. pastoris) are characterized by the amino acid sequences of SEQ ID NOs: 262 and 263, respectively (FIG. 7).

具体的に、コア調節領域は、配列番号2のヌクレオチド配列と配列番号3のヌクレオチド配列との間に、1つ以上のヌクレオチドの欠失を含む。欠失は、1つ以上の点突然変異であってもよく、配列番号2と配列番号3との間に配置される、1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、または9つ全てのヌクレオチドを指す。 Specifically, the core regulatory region comprises the deletion of one or more nucleotides between the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 and the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3. The deletion may be one or more point mutations, one, two, three, four, five, six, located between SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3. Refers to all 7, 8, or 9 nucleotides.

具体的に、コア調節領域は、配列番号2のヌクレオチド配列と配列番号3のヌクレオチド配列との間に、1つ以上のヌクレオチドの挿入を含む。挿入は、1つ以上の点突然変異であってもよく、配列番号2と配列番号3との間に配置される、少なくとも1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ、または10のヌクレオチドを指す。 Specifically, the core regulatory region comprises the insertion of one or more nucleotides between the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 and the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3. The insertion may be one or more point mutations and are located between SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3, at least one, two, three, four, five, six, Refers to 7, 8, 9, or 10 nucleotides.

具体的に、コア調節領域は、配列番号2のヌクレオチド配列と配列番号3のヌクレオチド配列との間に、1つ以上のヌクレオチドの置換を含む。置換は、1つ以上の点突然変異であってもよく、配列番号2と配列番号3との間に配置される、1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、または9つ全てのヌクレオチドを指す。 Specifically, the core regulatory region comprises the substitution of one or more nucleotides between the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 and the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3. The substitution may be one or more point mutations, one, two, three, four, five, six, seven located between SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3. Refers to all nine, eight, or nine nucleotides.

pG1−xプロモーターを得るのに、特異的な欠失、挿入、または置換の何れを組み合わせてもよい。 Any combination of specific deletions, insertions, or substitutions may be used to obtain the pG1-x promoter.

具体的な側面によれば、pG1−xプロモーターは、少なくとも1つの突然変異を含む、元のコア調節領域または機能的変異体である、コア調節領域または主要調節領域の、少なくとも2つのコピーを含む。具体的に、pG1−xプロモーターは、コア調節領域の、少なくとも2つ、3つ、もしくは4つのコピー、および/または主要調節領域の、少なくとも2つ、3つ、もしくは4つのコピーを含んでもよい。 According to specific aspects, the pG1-x promoter comprises at least two copies of the core or major regulatory region, which is the original core regulatory region or functional variant, containing at least one mutation. .. Specifically, the pG1-x promoter may include at least two, three, or four copies of the core regulatory region and / or at least two, three, or four copies of the major regulatory region. ..

別の具体的な側面によれば、pG1−xプロモーターは、Rgt1、Cat8−1、およびCat8−2からなる群から選択される、1つ以上のTFBSの、少なくとも2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、または8つのコピーを含む。 According to another specific aspect, the pG1-x promoter is at least two, three, or four of one or more TFBSs selected from the group consisting of Rgt1, Cat8-1, and Cat8-2. Includes 5, 6, 7, or 8 copies.

具体的に、pG1−xプロモーターは、好ましくは、pG1配列の3’側領域、または3’側領域の機能的変異体のうちの、少なくとも280ヌクレオチドを残して、pG1配列の5’端における、1つ以上のヌクレオチドの欠失を含む、改善されたpG1プロモーターの機能的変異体である。 Specifically, the pG1-x promoter is preferably located at the 5'end of the pG1 sequence, leaving at least 280 nucleotides of the functional variant of the 3'or region of the pG1 sequence. It is a functional variant of the improved pG1 promoter that contains a deletion of one or more nucleotides.

具体的な態様によれば、pG1−xプロモーターは、配列番号12〜29のうちの何れかにより特定される、少なくとも1つまたは少なくとも2つのTモチーフを含む。Tモチーフは具体的に、
a)連続T(チミン)の配列であって、ここで、Tnもしくは(T)n[配列中、好ましくは、n=13〜20であり、好ましくは、Tモチーフは、T14、T15、もしくはT16である]と称する配列;
b)第1の位置におけるA(アデニン)に続く、連続T(チミン)の配列を特徴とする配列であって、ここで、ATnもしくはA(T)n[配列中、好ましくは、n=13〜20、場合によって、好ましくは、n=13〜22]と称する配列;
c)第1の位置におけるT(チミン)および第2の位置におけるA(アデニン)に続く、連続T(チミン)の配列を特徴とする配列であって、ここで、TATnもしくはTA(T)n[配列中、好ましくは、n=13〜20]と称する配列;
d)連続T(チミン)の配列および最後の位置におけるA(アデニン)を特徴とする配列であって、ここで、TnAもしくは(T)nA[配列中、好ましくは、n=13〜20]と称する配列;
e)連続T(チミン)の配列に続く、最後から2番目の位置におけるA(アデニン)、および最後の位置におけるT(チミン)を特徴とする配列であって、ここで、TnATもしくは(T)nAT[配列中、好ましくは、n=13〜20]と称する配列;または
f)A(アデニン)を、T(チミン)で置換した、c)もしくはe)の配列であって、ここで、TTTnもしくはTnTTもしくはT(A/T)TnもしくはT(A/T)(T)n、もしくはTn(A/T)Tもしくは(T)n(A/T)T[配列中、好ましくは、n=13〜20]と称する配列、たとえば、(T)n[配列中、n=15〜22]の配列からなるTモチーフを結果としてもたらす配列
のうちの何れかからなる。
According to a specific embodiment, the pG1-x promoter comprises at least one or at least two T motifs identified by any of SEQ ID NOs: 12-29. Specifically, the T motif
a) A sequence of continuous T (thymine), where T n or (T) n [in the sequence, preferably n = 13-20, preferably the T motif is T14, T15, or T16];
b) A sequence characterized by a sequence of continuous T (thymine) following A (adenine) at the first position, where ATn or A (T) n [preferably n = 13 in the sequence. ~ 20, optionally preferably n = 13-22];
c) A sequence characterized by a sequence of continuous T (thymine) following T (thymine) in the first position and A (adenine) in the second position, where TATn or TA (T) n. [Preferably n = 13 to 20 in the sequence].
d) a sequence wherein A (adenine) in the sequence and the last position of the continuous T (thymine), wherein, TnA or (T) n A [in sequence, preferably, n = 13 to 20] Sequence called;
e) A sequence characterized by A (adenin) at the penultimate position and T (timine) at the last position following the sequence of continuous T (timine), where TnAT or (T). n A sequence referred to as AT [preferably n = 13-20]; or f) A (adenine) replaced with T (timine), c) or e) sequence, wherein. TTTn or TnTT or T (A / T) Tn or T (A / T) (T) n , or Tn (A / T) T or (T) n (A / T) T [preferably n in the sequence. = 13-20], eg, any of the sequences resulting in a T motif consisting of the sequence (T) n [in the sequence, n = 15-22].

たとえば、プロモーター配列が、TA(T)nモチーフ[配列中、n=13〜20]である1つのTモチーフと、(T)nモチーフ[配列中、n=13〜22]である別のTモチーフとを含むように、上記のa)〜f)下で指定したTモチーフのうちの何れを、1つのプロモーター配列内に組み合わせてもよい。 For example, promoter sequences, [in the sequence, n = 13~20] TA (T ) n motif and one T motifs is, another is a (T) n motifs [in sequence, n = 13 to 22] T Any of the T motifs specified under a) to f) above may be combined in one promoter sequence so as to include the motif.

Tモチーフは任意に、それが、Tモチーフの3’端および/または5’端における、1つ以上の「A」(たとえば、1つ、2つ、または3つのアデニン)と、任意に、さらに「T」(たとえば、1つ、2つ、または3つのチミン)とによる延長であるような延長を含み、この延長を、ここではまた、延長型Tモチーフとも称する。 The T-motif is optionally, with one or more "A" s (eg, one, two, or three adenines) at the 3'and / or 5'ends of the T-motif, and optionally further. Includes an extension such as with an "T" (eg, one, two, or three thymines), which extension is also referred to herein as an extended T motif.

ここでは、「Tモチーフ」という用語は、延長されているかまたは延長されていないTモチーフを必ず含むものとし、したがって、用語は、具体的に、延長を含まないTモチーフと延長型Tモチーフの両方を含む。 Here, the term "T-motif" shall always include an extended or non-extended T-motif, and thus the term specifically includes both non-extended and extended T-motifs. Including.

具体的に、Tモチーフは、配列番号12〜29のうちの何れかであるヌクレオチド配列を含むかまたはこれからなる。Tモチーフのうちの任意の1つ、2つ以上は、モチーフの延長を伴って、pG1−xプロモーターへと組み込んでもよく、モチーフの延長を伴わずに、pG1−xプロモーターへと組み込んでもよい。 Specifically, the T motif comprises or consists of a nucleotide sequence that is any of SEQ ID NOs: 12-29. Any one, two or more of the T motifs may be incorporated into the pG1-x promoter with extension of the motif or may be incorporated into the pG1-x promoter without extension of the motif.

具体的な一側面によれば、Tモチーフの延長は、その5’端における、「TA」配列の伸長であって、「TAT」5’端を得るための伸長である。 According to one specific aspect, the extension of the T motif is an extension of the "TA" sequence at its 5'end to obtain a "TAT" 5'end.

別の具体的な側面によれば、Tモチーフの延長は、その5’端における、「TAA」配列の伸長であって、「TAAT」5’端を得るための伸長である。 According to another specific aspect, the extension of the T motif is an extension of the "TAA" sequence at its 5'end, an extension to obtain the "TAAT" 5'end.

別の具体的な側面によれば、Tモチーフの延長は、その3’端における、「AT」配列の伸長であって、「TAT」3’端を得るための伸長である。 According to another specific aspect, the extension of the T motif is an extension of the "AT" sequence at its 3'end, an extension to obtain the "TAT" 3'end.

別の具体的な側面によれば、Tモチーフの延長は、その3’端における、「AAT」配列の伸長であって、「TAAT」3’端を得るための伸長である。 According to another specific aspect, the extension of the T motif is an extension of the "AAT" sequence at its 3'end, an extension to obtain the "TAAT" 3'end.

具体的な側面によれば、Tモチーフは、コア調節領域の上流に配置され、任意に、主要調節領域の上流に配置される。 According to a specific aspect, the T motif is located upstream of the core regulatory region and optionally upstream of the major regulatory region.

別の具体的な側面によれば、Tモチーフは、コア調節領域の下流に配置され、任意に、主要調節領域の下流に配置される。 According to another specific aspect, the T motif is located downstream of the core regulatory region and optionally downstream of the major regulatory region.

具体的に、pG1−xプロモーターは、翻訳開始部位の少なくとも一部を組み込む、3’末端のヌクレオチド配列を含む。翻訳開始部位は、具体的に、真核生物におけるKozakコンセンサス配列として公知であり、遺伝子の発現を支援するのに適する配列である。 Specifically, the pG1-x promoter comprises a 3'-terminal nucleotide sequence that incorporates at least a portion of the translation initiation site. The translation initiation site is specifically known as a Kozak consensus sequence in eukaryotes and is a sequence suitable for supporting gene expression.

具体的に、翻訳開始部位は、
a)pG1プロモーターに由来し、配列番号6のヌクレオチド配列、もしくは少なくとも90%の配列同一性を伴うその機能的変異体からなるかもしくはこれを含むか;または
b)メタノール資化酵母(Pichia pastoris)の他の任意のプロモーター、もしくは少なくとも90%の配列同一性を伴うその機能的変異体に由来する。
Specifically, the translation start site is
a) Derived from the pG1 promoter and consisting of or containing the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 or a functional variant thereof with at least 90% sequence identity; or b) Pichia pastoris It is derived from any other promoter, or its functional variant with at least 90% sequence identity.

pG1プロモーターの3’末端領域の代わりに使用される場合もあり、配列番号6のヌクレオチド配列の代わりに使用される場合もある、例示的な代替な3’末端プロモーター領域は、たとえば、以下のプロモーター:pAOX1、pAOX2、pDAS1、pDAS2、pFLD、pGAP、またはpTEF2のうちの何れかから導出される。 An exemplary alternative 3'end promoter region, which may be used in place of the 3'end region of the pG1 promoter or in place of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6, is, for example, the following promoters. : Derived from any of pAOX1, pAOX2, pDAS1, pDAS2, pFLD, pGAP, or pTEF2.

具体的な態様によれば、プロモーターは、2000bp以下の長さを有する。具体的なpG1−xプロモーターは、pG1プロモーターより短い長さを有し、たとえば、少なくとも293bpもしくは300bpの長さ、または少なくとも328bp、もしくは少なくとも350bp、もしくは少なくとも400bp、もしくは少なくとも500bpの長さを伴う。 According to a specific embodiment, the promoter has a length of 2000 bp or less. The specific pG1-x promoter has a shorter length than the pG1 promoter, with, for example, a length of at least 293 bp or 300 bp, or at least 328 bp, or at least 350 bp, or at least 400 bp, or at least 500 bp.

具体的に、pG1−xプロモーターは、pG1プロモーターの断片に由来する配列を含んでもよい。具体的な側面によれば、pG1−xプロモーターは、pG1の親断片の変異体または誘導体であって、配列番号1の、少なくとも3’側領域であり、pG1配列の、少なくとも50%、または60%、または70%、または80%、または少なくとも90%に及ぶ領域を含む変異体または誘導体である。 Specifically, the pG1-x promoter may include sequences derived from fragments of the pG1 promoter. According to specific aspects, the pG1-x promoter is a variant or derivative of the parent fragment of pG1 and is at least the 3'side region of SEQ ID NO: 1 and at least 50% or 60 of the pG1 sequence. %, Or 70%, or 80%, or at least 90% of the variant or derivative.

具体的に、pG1−xのヌクレオチド配列は、5’末端領域の欠失または5’末端領域内の欠失、たとえば、5’端におけるヌクレオチド配列の切断を含んで、3’端〜変動する5’端の範囲を伴う具体的な長さ、たとえば、少なくとも293bpもしくは300bpの長さ、または少なくとも328bp、もしくは少なくとも350bp、もしくは少なくとも400bp、もしくは少なくとも500bpの長さ〜少なくとも1、または少なくとも10、または少なくとも100bpの欠失を含むpG1プロモーター断片の長さのヌクレオチド配列の長さを得る、pG1プロモーターのヌクレオチド配列から導出される。 Specifically, the nucleotide sequence of pG1-x comprises a deletion in the 5'end region or a deletion in the 5'end region, eg, a cleavage of the nucleotide sequence at the 5'end, and varies from 3'end to 5'. 'Specific lengths with a range of edges, eg, at least 293 bp or 300 bp, or at least 328 bp, or at least 350 bp, or at least 400 bp, or at least 500 bp to at least 1, or at least 10, or at least. Derived from the nucleotide sequence of the pG1 promoter to obtain the length of the nucleotide sequence of the length of the pG1 promoter fragment containing a 100 bp deletion.

しかし、プロモーターの長さはまた、たとえば、pG1プロモーターの長さより長い長さ、具体的に、1500bp以下、または2000bp以下の長さを得るように増大させることもできる。具体的に、長さは、範囲:293bp〜1500bp、293bp〜2000bp、328bp〜1500bp、または328〜2000bpののうちの何れかのうちの長さであってもよい。 However, the promoter length can also be increased to obtain, for example, a length greater than the length of the pG1 promoter, specifically 1500 bp or less, or 2000 bp or less. Specifically, the length may be any of the range: 293 bp to 1500 bp, 293 bp to 2000 bp, 328 bp to 1500 bp, or 328 to 2000 bp.

具体的な側面によれば、本発明は、単離および/または人工pG1−xプロモーターを提供し、それは、
a)配列番号37〜44、好ましくは、配列番号45〜76のうちの何れか;
b)配列番号77〜80、好ましくは、配列番号81〜112のうちの何れか;
c)配列番号113〜114、好ましくは、配列番号115〜130のうちの何れか;
d)配列番号131〜132、好ましくは、配列番号133〜148のうちの何れか;
e)配列番号149〜150、好ましくは、配列番号151〜166のうちの何れか;
f)配列番号167〜168、好ましくは、配列番号169〜184のうちの何れか;
g)配列番号185〜186、好ましくは、配列番号187〜202のうちの何れか;
h)配列番号203〜204、好ましくは、配列番号205〜220のうちの何れか;
i)配列番号221〜222、好ましくは、配列番号223〜238のうちの何れか;
j)配列番号239〜240、好ましくは、配列番号241〜256のうちの何れか;および
k)配列番号32〜36もしくは配列番号257〜259;
のうちの何れかからなる群から選択されるヌクレオチド配列を含むかまたはこれらからなる;
または
l)上記a)〜k)のうちの何れかの機能的変異体である、pG1−xプロモーターであって、好ましくは、pG1−xプロモーターが、pG1プロモーターと比較して、同じであるかまたは増大させた、プロモーター強度および誘導比を特徴とし、この場合、
・プロモーター強度が、誘導状態において、pG1プロモーターと比較して、少なくとも1.1倍増大しており、かつ/または
・誘導比が、pG1プロモーターと比較して、少なくとも1.1倍増大している。
According to specific aspects, the invention provides an isolated and / or artificial pG1-x promoter, which
a) Any of SEQ ID NOs: 37-44, preferably SEQ ID NOs: 45-76;
b) Any of SEQ ID NOs: 77-80, preferably SEQ ID NOs: 81-112;
c) Any of SEQ ID NOs: 113-114, preferably SEQ ID NOs: 115-130;
d) Any of SEQ ID NOs: 131-132, preferably SEQ ID NOs: 133-148;
e) Any of SEQ ID NOs: 149-150, preferably SEQ ID NOs: 151-166;
f) Any of SEQ ID NOs: 167 to 168, preferably SEQ ID NOs: 169 to 184;
g) Any of SEQ ID NOs: 185 to 186, preferably SEQ ID NOs: 187 to 202;
h) Any of SEQ ID NOs: 203-204, preferably SEQ ID NOs: 205-220;
i) Any of SEQ ID NOs: 221 to 222, preferably SEQ ID NOs: 223 to 238;
j) SEQ ID NOs: 239-240, preferably any of SEQ ID NOs: 241-256; and k) SEQ ID NOs: 32-36 or SEQ ID NOs: 257-259;
Containing or consisting of nucleotide sequences selected from the group consisting of any of the following;
Or l) is the pG1-x promoter, which is a functional variant of any of the above a) to k), preferably the pG1-x promoter is the same as compared to the pG1 promoter? Or characterized by increased promoter strength and induction ratio, in this case
-The promoter strength is increased by at least 1.1 times as compared with the pG1 promoter in the induced state, and / or-the induction ratio is increased by at least 1.1 times as compared with the pG1 promoter.

このような、上記a)〜k)のpG1−xプロモーターの機能的変異体は、好ましくは、ここで記載されるpG1プロモーターの機能的変異体について記載される具体的な特色のうちの何れかを特徴とする。 Such a functional variant of the pG1-x promoters a) to k) above is preferably any of the specific features described for the functional variant of the pG1 promoter described herein. It is characterized by.

具体的に、上記a)〜k)のpG1−xプロモーターのうちの何れかの機能的変異体、好ましくは、配列番号45〜76のうちの何れかの機能的変異体は、以下の特色:
a)配列が、プロモーター配列の5’端において、1つ以上のヌクレオチドの欠失を含み、好ましくは、プロモーター配列の3’側領域、または3’側領域の機能的変異体のうちの、少なくとも280ヌクレオチドを残す、上記a)〜k)のpG1−xプロモーターのうちの何れかのプロモーター配列の機能的変異体であって、好ましくは、プロモーター配列の、50、100、150、200、250、または300ヌクレオチドの5’欠失であり、主要調節領域の下流または3’側における任意の配列と併せた、前記主要調節領域までであるがこれを含まない5’欠失を含む機能的変異体であり、主要調節領域が1つより多い場合、プロモーター配列の5’端欠失が、第1または最も5’側の主要調節領域までであるがこれを含まないこと;
b)配列が、1つ以上のTFBSを含み、好ましくは、TFBSが、Rgt1、Cat8−1、およびCat8−2からなる群から選択される転写因子のうちの何れかに対するTFBSであること;
c)コア調節領域が、配列番号4のヌクレオチド配列、または1つ以上のTFBSを含む、その機能的変異体、好ましくは、少なくとも80%の配列同一性を伴う機能的変異体を含むこと;
d)コア調節領域を、配列番号5、またはTFBSを含む、その機能的変異体、好ましくは、少なくとも80%の配列同一性を伴う機能的変異体により表される主要調節領域へと組み込んでいること;
e)コア調節領域が、配列番号2のヌクレオチド配列と配列番号3のヌクレオチド配列との間に、1つ以上のヌクレオチドの欠失を含むこと;
f)配列が、コア調節領域または主要調節領域の、少なくとも2つのコピーを含むこと;
g)配列が、配列番号12〜29のうちの何れかにより特定される、少なくとも1つまたは少なくとも2つのTモチーフをさらに含み、好ましくは、Tモチーフが、コア調節領域の上流または下流に配置され、任意に、主要調節領域の上流または下流に配置されること;
h)配列が、翻訳開始部位の少なくとも一部を含む、3’末端のヌクレオチド配列を含むこと;
i)配列を、2000bp以下の長さへと伸長させていること
のうちの1つ以上を特徴とする。
Specifically, any of the functional variants of the pG1-x promoters a) to k) above, preferably any of the functional variants of SEQ ID NOs: 45-76, have the following characteristics:
a) The sequence contains a deletion of one or more nucleotides at the 5'end of the promoter sequence, preferably at least one of the functional variants of the 3'or region of the promoter sequence. A functional variant of any of the promoter sequences of the pG1-x promoters a) to k) above, which leaves 280 nucleotides, preferably 50, 100, 150, 200, 250, of the promoter sequence. Or a functional variant containing a 5'deletion of 300 nucleotides, including a 5'deletion up to, but not including, the major regulatory region, combined with any sequence downstream or 3'side of the major regulatory region. If there is more than one major regulatory region, then the 5'end deletion of the promoter sequence extends to the first or most 5'side major regulatory region but does not include it;
b) The sequence comprises one or more TFBSs, preferably the TFBS is a TFBS for any of the transcription factors selected from the group consisting of Rgt1, Cat8-1, and Cat8-2;
c) The core regulatory region comprises a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4, or a functional variant thereof comprising one or more TFBSs, preferably a functional variant with at least 80% sequence identity;
d) The core regulatory region is incorporated into a major regulatory region represented by a functional variant thereof, including SEQ ID NO: 5, or TFBS, preferably a functional variant with at least 80% sequence identity. thing;
e) The core regulatory region contains a deletion of one or more nucleotides between the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 and the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3;
f) The sequence contains at least two copies of the core or major regulatory regions;
g) The sequence further comprises at least one or at least two T motifs identified by any of SEQ ID NOs: 12-29, preferably the T motifs are located upstream or downstream of the core regulatory region. , Optionally located upstream or downstream of the major regulatory region;
h) The sequence comprises a 3'-terminal nucleotide sequence containing at least a portion of the translation initiation site;
i) The sequence is characterized by one or more of extending to a length of 2000 bp or less.

本発明はさらに、単離形態のpG1−xプロモーターも提供する。 The present invention also provides an isolated form of the pG1-x promoter.

具体的に、ここで記載されるpG1−xプロモーター、または相補的配列を含む核酸を含む、単離pG1−xプロモーター核酸が提供される。具体的に、相補的配列は、厳密な条件下で、pG1−xプロモーターとハイブリダイズする配列である。 Specifically, an isolated pG1-x promoter nucleic acid is provided that comprises the pG1-x promoter described herein, or a nucleic acid comprising a complementary sequence. Specifically, the complementary sequence is a sequence that hybridizes to the pG1-x promoter under strict conditions.

具体的に、核酸は、対象のタンパク質(POI)をコードするヌクレオチド配列に、作動可能に連結されており、この核酸は、POIをコードするヌクレオチド配列と、天然では会合しない。POIは、具体的に、異種のポリペプチドまたはタンパク質である。 Specifically, the nucleic acid is operably linked to a nucleotide sequence encoding a protein (POI) of interest, which naturally does not associate with a nucleotide sequence encoding a POI. The POI is specifically a heterologous polypeptide or protein.

具体的に、ヌクレオチド配列は、POIの分泌を可能とするシグナルペプチドをコードするヌクレオチド配列をさらに含み、好ましくは、シグナルペプチドをコードするヌクレオチド配列は、POIをコードするヌクレオチド配列の5’端に隣接して配置される。 Specifically, the nucleotide sequence further comprises a nucleotide sequence encoding a signal peptide that allows the secretion of POI, preferably the nucleotide sequence encoding the signal peptide is flanked by the 5'end of the nucleotide sequence encoding POI. And are placed.

具体的に、シグナルペプチドは、出芽酵母(S.cerevisiae)アルファ−接合因子プレプロペプチドに由来するシグナル配列、ならびにメタノール資化酵母(P.pastoris)の酸性ホスファターゼ遺伝子(PHO1)および細胞外タンパク質X(EPX1)に由来するシグナルペプチドからなる群から選択される(Heiss,S.、V.Puxbaum、C.Gruber、F.Altmann、D.Mattanovich、およびB.Gasser(2015)、Multistep processing of the secretion leader of the extracellular protein Epx1 in Pichia pastoris and implications on protein localization、Microbiology)。 Specifically, the signal peptides include a signal sequence derived from the sprouting yeast (S. cerevisiae) alpha-zygote factor prepropeptide, and the acidic phosphatase gene (PHO1) and extracellular protein X (PHO1) of methanol-utilizing yeast (P. pastoris). Selected from the group consisting of signal peptides derived from EPX1) (Heiss, S., V. Puxbaum, C. Grubber, F. Altmann, D. Mattanovich, and B. Gasser (2015), Multistep protein processing of the secretion. of the extracellular protein Epx1 in Pichia pastoris and impedances on protein localization, Microbiology).

具体的に、POIは、真核生物タンパク質、好ましくは、哺乳動物タンパク質である。 Specifically, the POI is a eukaryotic protein, preferably a mammalian protein.

具体的な場合において、POIは、多量体タンパク質、具体的に、二量体または四量体である。 In a specific case, the POI is a multimeric protein, specifically a dimer or tetramer.

具体的な態様によれば、POIは、好ましくは、抗体もしくはその断片、酵素およびペプチド、タンパク質抗生剤、毒素融合タンパク質、炭水化物−タンパク質コンジュゲート、構造タンパク質、調節タンパク質、ワクチンおよびワクチン様タンパク質もしくは粒子、プロセシング酵素(process enzyme)、増殖因子、ホルモン、ならびにサイトカイン、またはPOIの代謝物を含む、具体的に、本発明のプロモーターの転写制御下で対象の遺伝子を発現させる組換え細胞培養物の細胞代謝物を含む、治療用タンパク質から選択される異種タンパク質である。 According to specific embodiments, the POI is preferably an antibody or fragment thereof, enzymes and peptides, protein antibiotics, toxin fusion proteins, carbohydrate-protein conjugates, structural proteins, regulatory proteins, vaccines and vaccine-like proteins or particles. , Process enzymes, growth factors, hormones, and metabolites of cytokines, or POIs, specifically cells of recombinant cell cultures expressing the gene of interest under transcriptional control of the promoters of the invention. Heterologous proteins selected from therapeutic proteins, including metabolites.

具体的なPOIは、抗原結合性分子、たとえば、抗体またはその断片である。具体的なPOIには、抗体、たとえば、モノクローナル抗体(mAb)、免疫グロブリン(Ig:immunoglobulin)または免疫グロブリンクラスG(IgG:immunoglobulin class G)、重鎖抗体(HcAb)、あるいはこれらの断片、たとえば、抗原結合性(Fab:fragment-antigen binding)、Fd、単鎖可変断片(scFv)、あるいは操作されたその変異体、たとえば、Fv二量体(ダイアボディー)、Fv三量体(トリアボディー)、Fv四量体、またはミニボディー、および単一ドメイン抗体、たとえば、VHまたはVHHもしくはV−NARがある。さらなる抗原結合性分子は、(代替的な)足場タンパク質、たとえば、操作されたKunitzドメイン、アドネクチン、アフィボディー、アンチカリン、およびDARPinから選択してもよい。「足場」という用語は、抗原結合性分子を作出するための出発点として用いられる、コンパクトかつ安定的にフォールディングされた、多面型のタンパク質基(サイズ、構造、および由来が異なる)について記載する。抗体(免疫グロブリン)の構造−機能関係から着想された、このような代替的なタンパク質足場は、所与の(生体)分子標的の緊密かつ具体的な認識のために作り変えられうる相互作用部位を支持する、頑健で保存的な構造フレームワークをもたらす。 Specific POIs are antigen-binding molecules, such as antibodies or fragments thereof. Specific POIs include antibodies such as monoclonal antibodies (mAbs), immunoglobulins (Ig: immunoglobulin) or immunoglobulin class G (IgG: immunoglobulin class G), heavy chain antibodies (HcAbs), or fragments thereof, such as , Fragment-antigen binding (Fab), Fd, single chain variable fragment (scFv), or engineered variants thereof, such as Fv dimer (diabody), Fv trimer (triaboyl). , Fv tetramers, or minibodies, and single domain antibodies, such as VH or VHH or V-NAR. Additional antigen-binding molecules may be selected from (alternative) scaffold proteins, such as engineered Kunitz domains, adnectins, affibodies, anticarins, and DARPins. The term "scaffold" describes a compact, stably folded, polyhedral protein group (different in size, structure, and origin) that is used as a starting point for the production of antigen-binding molecules. Inspired by the structure-function relationship of antibodies (immunoglobulins), such alternative protein scaffolds can be remodeled for close and specific recognition of a given (bio) molecular target. Provides a robust and conservative structural framework that supports.

具体的な態様によれば、発酵産物は、POI、代謝物、またはこれらの誘導体を使用して製造される。 According to specific embodiments, the fermented product is produced using POI, metabolites, or derivatives thereof.

本発明はさらに、ここで記載される核酸を含む発現構築物、好ましくは、自己複製ベクターもしくは自己複製プラスミド、または宿主細胞の染色体DNAへと組み込まれる、ベクターもしくはプラスミドである発現構築物も提供する。 The invention further provides an expression construct containing the nucleic acids described herein, preferably a self-replicating vector or self-replicating plasmid, or an expression construct that is a vector or plasmid that integrates into the chromosomal DNA of a host cell.

具体的に、発現構築物は、pG1−xプロモーターの転写制御下で、POIをコードするヌクレオチド配列に作動可能に連結した前記プロモーターであって、POIのコード配列と天然では会合しないプロモーターを含む。具体的に、発現構築物は、ベクターである。 Specifically, the expression construct comprises said promoter operably linked to a nucleotide sequence encoding POI under transcriptional control of the pG1-x promoter, which is not naturally associated with the coding sequence of POI. Specifically, the expression construct is a vector.

本発明はさらに、ここで記載される発現構築物を含む組換え宿主細胞、好ましくは、真核細胞、たとえば、哺乳動物細胞、昆虫細胞、酵母細胞、糸状真菌細胞、または植物細胞、好ましくは、酵母細胞または糸状真菌細胞、より好ましくは、サッカロミセス(Saccharomyces)属またはピキア(Pichia)属の酵母細胞である、組換え宿主細胞も提供する。 The invention further comprises recombinant host cells containing the expression constructs described herein, preferably eukaryotic cells such as mammalian cells, insect cells, yeast cells, filamentous fungal cells, or plant cells, preferably yeast. Recombinant host cells, which are cells or filamentous fungal cells, more preferably yeast cells of the genus Saccharomyces or Pichia, are also provided.

具体的に、酵母は、ピキア(Pichia)属、カンジダ(Candida)属、トルロプシス(Torulopsis)属、アルクスラ(Arxula)属、ハンセヌラ(Hansenula)属、ヤロウィア(Yarrowia)属、クルイベロマイセス(Kluyveromyces)属、サッカロミセス(Saccharomyces)属、コマガタエラ(Komagataella)属、好ましくは、メチロトローフ酵母からなる群から選択される。 Specifically, the yeasts are Pichia, Candida, Torulopsis, Arxula, Hansenula, Yarrowia, Kluyveromyces, genus Pichia, genus Candida, genus Torulopsis, genus Arxula, genus Hansenula It is selected from the genus, the genus Saccharomyces, the genus Candadaella, preferably the group consisting of methylotrophic yeast.

具体的に好ましい酵母は、メタノール資化酵母(Pichia pastoris)、コマガタエラ・パストリス(Komagataella pastoris)、K.ファフィイ(K.phaffii)、またはK.シュードパストリス(K.pseudopastoris)、たとえば、メタノール資化酵母(P.pastoris)株である、CBS704、CBS2612、CBS7435、CBS9173−9189、DSMZ70877、X−33、GS115、KM71、およびSMD1168のうちの何れかである。 Specifically preferred yeasts are methanol-utilized yeast (Pichia pastoris), Komagataella pastoris, K. et al. K. phaffii, or K. Any of K. pseudopastoris, eg, a methanol-utilizing yeast (P. pastoris) strain, CBS704, CBS2612, CBS7435, CBS9173-9189, DSMZ70877, X-33, GS115, KM71, and SMD1168. Is it?

具体的な側面によれば、組換え宿主細胞は、核酸配列の複数コピー、および/または発現構築物の複数コピーを含む。たとえば、組換え細胞は、2コピー、3コピー、4コピー以上(遺伝子コピー数:GCN(gene copy number))を含む。 According to specific aspects, the recombinant host cell comprises multiple copies of the nucleic acid sequence and / or multiple copies of the expression construct. For example, recombinant cells include 2 copies, 3 copies, 4 copies or more (gene copy number: GCN (gene copy number)).

本発明はさらに、ここで記載される組換え宿主細胞の安定培養物も提供する。 The present invention also provides stable cultures of the recombinant host cells described herein.

具体的な態様によれば、剰余炭素供給源の存在下で、制限炭素供給源条件と比べて大きな比増殖速度を有する細胞を援用する。 According to a specific embodiment, in the presence of a surplus carbon source, cells with a higher specific growth rate compared to restricted carbon source conditions are recruited.

本発明はさらに、ここで記載される組換え宿主細胞系を培養すること(culturing)により、POIを作製する方法であって、
a)前記POIを発現させる条件下で、細胞系を培養する(cultivating)工程と、
b)POIを回収する工程と
を含む方法も提供する。
The present invention further comprises a method of producing POI by culturing the recombinant host cell line described herein.
a) In the step of culturing the cell line under the conditions for expressing the POI,
b) Also provided is a method comprising the step of recovering POI.

具体的に、前記方法を、炭素供給源により調節可能なpG1−xプロモーターによる転写制御下で実行するが、この場合、前記pG1−xプロモーターは、pG1プロモーターと比較して、改善されたプロモーター強度および調節可能な特色のうちの少なくとも1つを有する。 Specifically, the method is performed under transcriptional control by a carbon source regulated pG1-x promoter, in which case the pG1-x promoter has improved promoter strength compared to the pG1 promoter. And have at least one of the adjustable features.

具体的な態様によれば、細胞系を、回分、流加、もしくは連続培養条件下で、かつ/または制限炭素基質を含有する培地中で培養する。 According to a specific embodiment, the cell line is cultured under batch, fed-batch, or continuous culture conditions and / or in a medium containing a restricted carbon substrate.

具体的に、培養を、バイオリアクター内で、第1の工程としての回分期で始め、第2の工程としての流加期または連続培養期を後続させて実施する。 Specifically, the culture is carried out in the bioreactor with a batching period as the first step followed by a fed-batch or continuous culturing period as the second step.

具体的に、宿主細胞は、高増殖速度期(たとえば、少なくとも50%、もしくは少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、少なくとも99%、または最大増殖速度まで)において、炭素供給源に富む培地中で増殖させ、POIは、低増殖速度期(たとえば、最大増殖速度の90%未満、好ましくは80%未満、70%未満、60%未満、50%未満、または40%未満、30%未満、20%未満、10%未満、5%未満、3%未満、2%未満、1%未満、0.5%未満、0.4%未満、0.3%未満、または0.2%未満)において、好ましくは、限定最小培地フィーディングにより、たとえば、炭素供給源を制限しながら、作製する。 Specifically, the host cell is in a high growth rate phase (eg, at least 50%, or at least 60%, at least 70%, at least 80%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or maximum. Growing in carbon-rich media (up to growth rate), POIs are low growth rate periods (eg, less than 90% of maximum growth rate, preferably less than 80%, less than 70%, less than 60%, 50). Less than%, or less than 40%, less than 30%, less than 20%, less than 10%, less than 5%, less than 3%, less than 2%, less than 1%, less than 0.5%, less than 0.4%, 0. Less than 3%, or less than 0.2%), preferably made by limited minimal medium feeding, eg, limiting the carbon source.

具体的に、POIは、たとえば、細胞系を、最大増殖速度未満の増殖速度、典型的に、細胞の最大増殖速度の90%未満、好ましくは、80%未満、70%未満、60%未満、50%未満、40%未満、30%未満、20%未満、10%未満、5%未満、3%未満、2%未満、1%未満、0.5%未満、0.4%未満、0.3%未満、または0.2%未満で培養することにより、増殖制限条件下で発現させる。典型的に、最大増殖速度は、具体的な宿主細胞について、個別に決定される。 Specifically, POIs, for example, allow cell lines to grow below the maximum growth rate, typically less than 90%, preferably less than 80%, less than 70%, less than 60% of the maximum growth rate of cells. Less than 50%, less than 40%, less than 30%, less than 20%, less than 10%, less than 5%, less than 3%, less than 2%, less than 1%, less than 0.5%, less than 0.4%, 0. It is expressed under growth-restricted conditions by culturing at less than 3% or less than 0.2%. Typically, the maximum growth rate is determined individually for a particular host cell.

具体的に、培養法は、
a)基本炭素供給源を使用することでpG1−xプロモーターを抑制する、第1の工程と、これに続く
b)補充炭素供給源を使用しないか、または限定量の補充炭素供給源を使用することでpG1−xプロモーターを抑制解除または誘導して、POIの産生を誘導する第2の工程と
を含む。
Specifically, the culture method is
a) First step of suppressing the pG1-x promoter by using a basal carbon source and subsequent b) No supplemental carbon source or a limited amount of supplemental carbon source This includes a second step of inducing the production of POI by unsuppressing or inducing the pG1-x promoter.

具体的に、細胞培養物へと最初に添加された基本炭素供給源を、細胞系が消費するまで、回分期を実施する。溶存酸素(DO)スパイク法を使用して、回分期における基本炭素供給源消費を決定することができる。 Specifically, a batch period is performed until the cell line consumes the basal carbon source initially added to the cell culture. Dissolved oxygen (DO) spike methods can be used to determine basic carbon source consumption during batch periods.

具体的な態様によれば、回分期は、酸素分圧(pO2)シグナルの持続的減少を特徴とし、回分期の終点は、pO2の増大を特徴とする。典型的に、回分期において、基本炭素供給源を消費しながら、回分期に典型的である通りに、さらなる炭素供給源を添加しない場合、酸素分圧(pO2)シグナルは、たとえば、65%を下回る、たとえば、30%まで、連続的に減少するであろう。基本炭素供給源を消費したら、pO2は、たとえば、30%を上回る、たとえば、65%以上を上回るまで増大しうることから、フィード培地を使用する流加系へと切り替えて、炭素供給源限定条件下で、さらなる炭素供給源を添加するのに適切な時点が指し示される。 According to a specific embodiment, the batch phase is characterized by a sustained decrease in the oxygen partial pressure (pO2) signal and the end point of the batch phase is characterized by an increase in pO2. Typically, in the batch period, while consuming the basal carbon source, without adding additional carbon sources, as is typical for the batch period, the oxygen partial pressure (pO2) signal is, for example, 65%. It will decrease continuously, down to, for example, 30%. After consuming the basal carbon source, pO2 can increase, for example, above 30%, for example above 65%, so switch to a fed-batch system using feed medium to limit the carbon source. Below, the appropriate time points for adding additional carbon sources are indicated.

具体的に、回分期中に、pO2を、65%未満または低飽和へと減少させるのに続き、回分の終点では、65%を上回る増大または高飽和をもたらす。具体的に、回分期を、酸素分圧(pO2)シグナルの増大が、65%を上回る飽和、具体的に、70%、75%、80%、または85%の何れかを上回る飽和となるまで実施する。 Specifically, during the batch period, pO2 is reduced to less than 65% or low saturation, followed by an increase or high saturation of more than 65% at the end of the batch. Specifically, the batch period until the increase in oxygen partial pressure (pO2) signal is saturated above 65%, specifically above 70%, 75%, 80%, or 85%. carry out.

具体的に、回分期を、約20〜36時間にわたり実施する。 Specifically, the batch period is carried out for about 20 to 36 hours.

培養時間に関する「約」という用語は、±5%または±10%を意味するものとする。 The term "about" with respect to culture time shall mean ± 5% or ± 10%.

たとえば、約20〜36時間の具体的な回分実施時間とは、18〜39.6時間、具体的に、19〜37.8時間の持続時間を意味する。 For example, a specific batch implementation time of about 20-36 hours means a duration of 18-39.6 hours, specifically 19-37.8 hours.

具体的な態様によれば、回分期を、回分培地中、1L当たり40〜50gのグリセロール、具体的に、1L当たり45gのグリセロールを、基本炭素供給源として使用して実施し、培養を、25℃で、約27〜30時間にわたり、もしくは30℃で、約23〜36時間にわたり、または23〜36時間の培養時間中、25℃〜30℃の間の任意の温度で実施する。回分培地中のグリセロール濃度を低下させると、回分期の長さが短くなるのに対し、回分培地中のグリセロールを増大させると、回分期はさらに長くなるであろう。グリセロールに対する代替物として、グルコースを、たとえば、ほぼ同じ量で使用することもできる。 According to a specific embodiment, the batch period is carried out in a batch medium using 40-50 g of glycerol per liter, specifically 45 g of glycerol per liter as the basal carbon source, and the culture is carried out at 25. It is carried out at any temperature between 25 ° C. and 30 ° C. at ° C. for about 27-30 hours, or at 30 ° C. for about 23-36 hours, or for a culture time of 23-36 hours. Decreasing the concentration of glycerol in the batch medium will shorten the length of the batch period, whereas increasing the glycerol in the batch medium will result in a longer batch period. As an alternative to glycerol, glucose can also be used, for example, in approximately the same amount.

細胞培養およびPOI発現の典型的な系であって、回分期に流加期を後続させる系では、具体的に、流加期中の培養を、約15〜80時間、約15〜70時間、約15〜60時間、約15〜50時間、約15〜45時間、約15〜40時間、約15〜35時間、約15〜30時間、約15〜35時間、約15〜25時間、または約15〜20時間;好ましくは、約20〜40時間のうちの何れかにわたり実施する。具体的に、流加期中の培養を、約80時間、約70時間、約60時間、約55時間、約50時間、約45時間、約40時間、約35時間、約33時間、約30時間、約25時間、約20時間、または約15時間のうちの何れかにわたり実施する。 In a typical system of cell culture and POI expression, in which the fed-batch phase is followed by the fed-batch phase, specifically, the culture during the fed-batch phase is carried out for about 15 to 80 hours, about 15 to 70 hours, about. 15-60 hours, about 15-50 hours, about 15-45 hours, about 15-40 hours, about 15-35 hours, about 15-30 hours, about 15-35 hours, about 15-25 hours, or about 15 ~ 20 hours; preferably over any of about 20-40 hours. Specifically, the culture during the fed-batch period is carried out for about 80 hours, about 70 hours, about 60 hours, about 55 hours, about 50 hours, about 45 hours, about 40 hours, about 35 hours, about 33 hours, and about 30 hours. , Approximately 25 hours, approximately 20 hours, or approximately 15 hours.

120時間未満または100時間未満または80時間以下の、任意のこのような流加培養であって、POI産生の成功を結果としてもたらし、これにより、高収量を得る流加培養を、ここでは、「高速発酵」と称する。具体的に、容量特異的な産物形成速度(rP)とは、単位容量(L)および単位時間(h)当たりに形成される産物の量(mg)(mg(L h)-1)である。容量特異的な産物形成速度はまた、空時収量(STY)または容量生産性とも呼ばれる。 Any such fed-batch culture of less than 120 hours, less than 100 hours, or less than 80 hours, which results in successful POI production, thereby resulting in a high yield, is referred to herein as " It is called "fast fermentation". Specifically, the volume-specific product formation rate (rP) is the amount of product (mg) (mg (L h) -1 ) formed per unit volume (L) and unit time (h). .. Volume-specific product formation rates are also referred to as space yield (STY) or volume productivity.

具体的に、流加培養を、約30mg(L h)-1(30mg(L h)-1±5%または±10%を意味する)の空時収量を達成するように実施する。具体的に、約30mg(L h)-1の空時収量を、約30時間の流加内に達成し、具体的に、少なくとも27、28、29、30、31、32、または33mg(L h)-1のうちの何れかを、33時間、32時間、31時間、30時間、29時間、28時間、27時間、26時間、または25時間のうちの何れか未満の流加時間内に達成することができる。 Specifically, fed-batch cultures are performed to achieve an air-time yield of approximately 30 mg (L h) -1 (meaning 30 mg (L h) -1 ± 5% or ± 10%). Specifically, an air-time yield of about 30 mg (L h) -1 was achieved within a fed-batch of about 30 hours, specifically at least 27, 28, 29, 30, 31, 32, or 33 mg (L). h) -1 in less than 33 hours, 32 hours, 31 hours, 30 hours, 29 hours, 28 hours, 27 hours, 26 hours, or 25 hours. Can be achieved.

具体的に、回分期を、第1の工程a)として実施し、流加期を、第2の工程b)として実施する。 Specifically, the batch period is carried out as the first step a), and the fed-batch period is carried out as the second step b).

具体的に、第2の工程b)は、増殖制限量の補充炭素供給源を供給して、比増殖速度を、0.04h-1〜0.2h-1の範囲内、好ましくは、0.2、0.15、0.1h-1、または0.15h-1のうちの何れか未満に保つフィード培地を流加期において援用する。 Specifically, in the second step b), a growth limiting amount of the supplementary carbon source is supplied, and the specific growth rate is set in the range of 0.04h -1 to 0.2h -1 , preferably 0. Feed medium kept below any of 2, 0.15 , 0.1h -1 or 0.15h -1 is used during the feeding period.

具体的に、回分培養および流加培養の方法は、酵母宿主細胞、たとえば、サッカロミセス(Saccharomyces)属もしくはピキア(Pichia)属もしくはコマガタエラ(Komagataella)属のうちの何れかの酵母、またはピキア(Pichia)属以外の属に由来する酵母、たとえば、K.ラクティス(K.lactis)、Z.ルーキシー(Z.rouxii)、P.スティピティス(P.stipitis)、H.ポリモルファ(H.polymorpha)、もしくはY.リポリティカ(Y.lipolytica)に由来する酵母、好ましくは、メタノール資化酵母(Pichia pastoris)またはコマガタエラ・パストリス(Komagataella pastoris)を援用する。具体的に、酵母を、高速発酵において使用する。 Specifically, the method of batch culture and feeding culture is a yeast host cell, for example, yeast of either the genus Saccharomyces or the genus Pichia or the genus Komagataella, or Pichia. Yeasts from genus other than the genus, such as K. K. lactis, Z. Luke (Z. rouxii), P.M. P. stypitis, H. Polymorpha (H. polymorpha), or Y. Yeasts derived from Y. lipolytica, preferably methanol-utilizing yeast (Pichia pastoris) or Komagataela pastoris (Komagataella pastoris) are incorporated. Specifically, yeast is used in fast fermentation.

具体的に、回分培養および流加培養の方法は、配列番号37〜44のうちの何れか、好ましくは、配列番号45〜76のうちの何れかであるpG1−xプロモーターを援用する。特に、pG1−xプロモーターは、配列番号39、好ましくは、配列番号49により特徴付けられる。 Specifically, the batch culture and fed-batch culture methods employ the pG1-x promoter, which is any of SEQ ID NOs: 37 to 44, preferably any of SEQ ID NOs: 45 to 76. In particular, the pG1-x promoter is characterized by SEQ ID NO: 39, preferably SEQ ID NO: 49.

具体的に、POIを、細胞の天然pGAPプロモーターと比較して、少なくとも15%の転写速度で作製する。 Specifically, POIs are made at a transcription rate of at least 15% compared to the cell's native pGAP promoter.

具体的な態様によれば、基本炭素供給源は、補充炭素供給源と異なる、たとえば、定量的に、かつ/または定性的に異なる。定量的差違は、プロモーター活性を抑制するかまたはその抑制を解除するのに、異なる条件をもたらしてもよい。 According to specific embodiments, the basal carbon source differs from the supplemental carbon source, eg, quantitatively and / or qualitatively. Quantitative differences may result in different conditions for suppressing or relieving promoter activity.

さらなる具体的な態様によれば、基本炭素供給源と、補充炭素供給源とは、同じ種類の分子または炭水化物を、好ましくは、異なる濃度で含む。さらなる具体的な態様によれば、炭素供給源は、2つ以上の異なる炭素供給源の混合物である。 According to a more specific embodiment, the basal carbon source and the supplemental carbon source preferably contain the same type of molecule or carbohydrate in different concentrations. According to a more specific embodiment, the carbon source is a mixture of two or more different carbon sources.

真核細胞培養物のために使用するのに適切である任意の種類の有機炭素を使用してもよい。具体的な態様によれば、炭素供給源は、ヘキソース、たとえば、グルコース、果糖、ガラクトースもしくはマンノース、二糖、たとえば、サッカロース、アルコール、たとえば、グリセロールもしくはエタノール、またはこれらの混合物である。 Any type of organic carbon suitable for use in eukaryotic cell cultures may be used. According to specific embodiments, the carbon source is a hexose, such as glucose, fructose, galactose or mannose, a disaccharide, such as saccharose, alcohol, such as glycerol or ethanol, or a mixture thereof.

具体的に好ましい態様によれば、基本炭素供給源は、グルコース、グリセロール、エタノール、またはこれらの混合物、および複合栄養物材料からなる群から選択される。好ましい態様によれば、基本炭素供給源は、グリセロールである。 Specifically, according to a preferred embodiment, the basal carbon source is selected from the group consisting of glucose, glycerol, ethanol, or mixtures thereof, and complex nutritional materials. According to a preferred embodiment, the basal carbon source is glycerol.

さらなる具体的な態様によれば、補充炭素供給源は、ヘキソース、たとえば、グルコース、果糖、ガラクトースおよびマンノース、二糖、たとえば、サッカロース、アルコール、たとえば、グリセロールもしくはエタノール、またはこれらの混合物である。好ましい態様によれば、補充炭素供給源は、グルコースである。 According to a more specific embodiment, the supplemental carbon source is a hexose, such as glucose, fructose, galactose and mannose, a disaccharide, such as saccharose, alcohol, such as glycerol or ethanol, or a mixture thereof. According to a preferred embodiment, the supplemental carbon source is glucose.

具体的に、
a)基本炭素供給源は、グルコース、グリセロール、エタノール、これらの混合物、および複合栄養物材料からなる群から選択され;
b)補充炭素供給源は、ヘキソース、たとえば、グルコース、果糖、ガラクトースもしくはマンノース、二糖、たとえば、サッカロース、アルコール、たとえば、グリセロールもしくはエタノール、または前出のうちの何れかの混合物である。
Specifically
a) The basal carbon source is selected from the group consisting of glucose, glycerol, ethanol, mixtures thereof, and complex nutritional materials;
b) The supplemental carbon source is a hexose, such as glucose, fructose, galactose or mannose, a disaccharide, such as saccharose, alcohol, such as glycerol or ethanol, or a mixture of any of the above.

前記培養工程は、具体的に、前記炭素供給源の存在下で、したがって、前記炭素供給源を含む培養培地中で細胞系を培養すること、またはまた、工程b)の、補充炭素供給源の非存在下でも細胞系を培養することを含む。 The culturing step specifically involves culturing the cell line in the presence of the carbon source and thus in a culture medium containing the carbon source, or also in step b) of the supplemental carbon source. Includes culturing cell lines even in the absence.

抑制解除(または誘導)条件は、特異的な手段により、適切に達成してもよい。第2の工程b)は、任意に、補充炭素供給源を供給しないか、または制限量の補充炭素供給源を供給する、フィード培地を援用する。 The disinhibition (or induction) condition may be adequately achieved by specific means. The second step b) optionally employs a feed medium that does not supply a supplemental carbon source or supplies a limited amount of supplemental carbon source.

具体的に、フィード培地は、化学的に規定され、メタノールを含有しない培地である。 Specifically, the feed medium is a chemically defined medium that does not contain methanol.

フィード培地は、液体形態で、あるいは他の代替的形態、たとえば、固体、たとえば、錠剤もしくは他の持続的放出手段として、または気体、たとえば、二酸化炭素により、培養培地に添加してもよい。しかし、好ましい態様によれば、細胞培養培地に添加される補充炭素供給源の制限量はなお、ゼロでもよい。好ましくは、制限炭素基質の条件下で、培養培地中の補充炭素供給源の濃度は、0〜1g/L、好ましくは0.6g/L未満、より好ましくは0.3g/L未満、より好ましくは0.1g/L未満、好ましくは1〜50mg/L、より好ましくは1〜10mg/L、具体的に好ましくは1mg/Lであるか、なおまたはこれを下回り、たとえば、適切な標準的なアッセイにおいて測定される、たとえば、増殖しつつある細胞培養物による消費時に、培養培地中の残留濃度として決定される検出限界を下回る。 The feed medium may be added to the culture medium in liquid form or in other alternative forms, such as solids, such as tablets or other means of continuous release, or in gas, such as carbon dioxide. However, according to a preferred embodiment, the limit of the supplemental carbon source added to the cell culture medium may still be zero. Preferably, under conditions of restricted carbon substrate, the concentration of the supplemental carbon source in the culture medium is 0 to 1 g / L, preferably less than 0.6 g / L, more preferably less than 0.3 g / L, more preferably. Is less than 0.1 g / L, preferably 1 to 50 mg / L, more preferably 1 to 10 mg / L, specifically preferably 1 mg / L, or less, eg, suitable standard. It falls below the detection limit determined as the residual concentration in the culture medium as measured in the assay, eg, when consumed by a growing cell culture.

好ましい方法では、制限量の補充的供給源がもたらす細胞培養物中の残留量は、産生期の終点における発酵培養液中、または、好ましくは、発酵産物の採取時に発酵プロセスのアウトプット中で決定される検出限界を下回る。 In a preferred method, the residual amount in the cell culture provided by the limiting supplemental source is determined in the fermentation medium at the end of the production phase, or preferably in the output of the fermentation process at the time of harvesting the fermentation product. Below the detection limit.

具体的に、第2の工程b)は、増殖制限量の補充炭素供給源を供給して、比増殖速度を、0.001h-1〜0.2h-1、好ましくは、0.005h-1〜0.15h-1の範囲内に保つ、フィード培地を援用する。 Specifically, in the second step b), a growth limiting amount of the supplementary carbon source is supplied, and the specific growth rate is set to 0.001 h -1 to 0.2 h -1 , preferably 0.005 h -1. Incorporate feed medium, keeping within the range of ~ 0.15 h -1.

MatInspectorを使用する、pG1の、炭素供給源と関連するTFBSについての配列解析。pG1(また、PGTH1とも称する)をまず増幅し、−965〜−1位(965bpの長さであり、配列を、図6に提示する(配列番号1、特に、配列番号9を使用した))からクローニングした。番号は、TFBSを指し示し、TFBSを欠失のために選択した(表2に列挙する)。関連するマトリックスファミリーは、F$CSRE(炭素供給源応答エレメント、斜線付きボックス)、F$ADR(酵母代謝調節因子、点描付きボックス)、F$MGCM(単量体Gal4クラスモチーフ、黒色ボックス)およびF$YMIG(酵母GCボックスタンパク質、白色ボックス)である。他のTFBSも、欠失の影響を受ける可能性がある(マトリックスマッチについては詳細情報を、表1に示す)。黒色の破線ボックスは、短縮型pG1変異体をスクリーニングすることにより同定された、pG1の主要調節領域を指し示す。星印は、欠失および突然変異のためにもまた選択される、顕著なTAT(−390〜−374位)モチーフの位置を指し示す。短縮型pG1プロモーター変異体の、代替的な5’側始点を、矢印および対応する変異体の長さで表す。Sequence analysis of pG1 for TFBS associated with carbon source using MatInspector. pG1 (also referred to as P Gth1) is first amplified and a length of -965~-1 position (965Bp, the sequence presented in Figure 6 (SEQ ID NO: 1, in particular, using SEQ ID NO: 9) ) Was cloned. The numbers point to TFBS and TFBS was selected for deletion (listed in Table 2). Related matrix families include F $ CSER (carbon source response element, shaded box), F $ ADR (yeast metabolism regulator, stippled box), F $ MGCM (monomer Gal4 class motif, black box) and F $ YMIG (yeast GC box protein, white box). Other TFBSs may also be affected by the deletion (detailed information on matrix matches is shown in Table 1). The black dashed box points to the major regulatory region of pG1 identified by screening for shortened pG1 mutants. The asterisks indicate the location of the prominent TAT (positions -390 to -374) motif, which is also selected for deletions and mutations. An alternative 5'side starting point for the shortened pG1 promoter variant is represented by an arrow and the length of the corresponding variant. 短縮型pG1プロモーター変異体についてのスクリーニングデータ 抑制的および誘導的な増殖条件において、pG1(クローン#8、検証されたGCNを1とする)または短縮型pG1変異体(2つずつのクローンを、三連で培養し、プレスクリーニングで選択した)の制御下にあるeGFPを発現させるクローンについて、集団の比eGFP蛍光(細胞容量と関連する蛍光)の幾何平均値を示す。非発現野生型のメタノール資化酵母(P.pastoris)細胞を、陰性対照として使用した。試料は、抑制的前培養時、ならびにフィードビーズによる24および48時間にわたる誘導の後に採取した。Screening data for abbreviated pG1 promoter variants Under inhibitory and inducible growth conditions, pG1 (clone # 8, validated GCN is 1) or abbreviated pG1 variant (two clones each, three Geometric mean values of population specific eGFP fluorescence (fluorescence associated with cell volume) are shown for clones expressing eGFP under the control of (selected in sequel and pre-screening). Non-expressed wild-type methanol-utilizing yeast (P. pastoris) cells were used as a negative control. Samples were taken during suppressive preculture and after induction with feed beads for 24 and 48 hours. TFBS欠失変異体およびTFBS−TAT突然変異体についてのスクリーニングデータ 抑制的および誘導的な増殖条件において、pG1(クローン#8、検証されたGCNを1とする)またはpG1変異体(9つ以下のクローンを、3つのウェル内でプール培養した)の制御下にあるeGFPを発現させるクローンについて、集団の比eGFP蛍光(細胞容量と関連する蛍光)の幾何平均値を示す。野生型のメタノール資化酵母(P.pastoris)細胞を、陰性対照として使用した。Screening data for TFBS-deficient and TFBS-TAT mutants Under inhibitory and inducible growth conditions, pG1 (clone # 8, verified GCN is 1) or pG1 mutant (nine or less) For clones expressing eGFP under the control of (pool-cultured clones in 3 wells), the geometric average of the population's specific eGFP fluorescence (fluorescence associated with cell volume) is shown. Wild-type methanol-utilizing yeast (P. pastoris) cells were used as a negative control. pG1重複変異体についてのスクリーニングデータ 抑制的および誘導的な増殖条件において、pG1(クローン#8、検証されたGCNを1とする)またはpG1変異体(9つ以下のクローンを、3つのウェル内でプール培養し、プレスクリーニングで選択した)の制御下にあるeGFPを発現させるクローンについて、集団の比eGFP蛍光(細胞容量と関連する蛍光)の幾何平均値を示す。野生型のメタノール資化酵母(P.pastoris)細胞を、陰性対照として使用した。Screening data for pG1 duplicate variants Under suppressive and inducible growth conditions, pG1 (clone # 8, validated GCN is 1) or pG1 variant (9 or less clones in 3 wells) For clones expressing eGFP under the control of pool culture and prescreening), the geometric mean of the population's specific eGFP fluorescence (fluorescence associated with cell volume) is shown. Wild-type methanol-utilizing yeast (P. pastoris) cells were used as a negative control. eGFPを発現させるpG1およびpG1変異体の流加培養 相対eGFP蛍光を、プレートリーダーを使用して、バイオリアクター試料(同様のバイオマス密度まで希釈された)から測定し、回分培養(A)および流加培養(B)におけるフィード時間(回分の終点を0とする)にわたり示す。pG1(#8)の制御下においてeGFPを発現させるクローンを、pG1欠失変異体(pG1−Δ2、配列番号211)、TAT突然変異(pG1−T16、配列番号257)、および重複(pG1−D1240)変異体(配列番号49)の制御下において発現させるクローンと比較した。Fed-batch culture of pG1 and pG1 variants expressing eGFP Relative eGFP fluorescence was measured from a bioreactor sample (diluted to similar biomass density) using a plate reader, batch culture (A) and fed-batch. It is shown over the feed time in culture (B) (the end point of each batch is 0). Clones expressing eGFP under the control of pG1 (# 8) were cultivated with pG1 deletion mutants (pG1-Δ2, SEQ ID NO: 211), TAT mutations (pG1-T16, SEQ ID NO: 257), and duplications (pG1-D1240). ) Compared to clones expressed under the control of mutant (SEQ ID NO: 49). pG1およびpG1−xプロモーター配列pG1 and pG1-x promoter sequences 基準配列Reference sequence pG1−xプロモーターの配列sequence of pG1-x promoter

(続き)転写因子配列 Rgt1(PAS_chr1−3_0233)(配列番号261) Cat8−2(PAS_chr4_0540)(配列番号262) Cat8−1(PAS_chr1−3_0757)(配列番号263)(Continued) Transcription factor sequence Rgt1 (PAS_chr1-3_0233) (SEQ ID NO: 261) Cat8-2 (PAS_chr4_0540) (SEQ ID NO: 262) Cat8-1 (PAS_chr1-3_0757) (SEQ ID NO: 263) 先行技術による配列 WO2013050551A1において記載されている、pG1(配列番号264)、pG1a(配列番号265)、pG1b(配列番号266)、pG1c(配列番号267)、pG1d(配列番号268)、pG1e(配列番号269)、またはpG1f(配列番号270)Prior art is described in the sequence WO2013050551A1, pG1 (SEQ ID NO: 264), pG1a (SEQ ID NO: 265), pG1b (SEQ ID NO: 266), pG1c (SEQ ID NO: 267), pG1d (SEQ ID NO: 268), pG1e (SEQ ID NO: 269), or pG1f (SEQ ID NO: 270) Maurerら(Microbial Cell Factories、2006、5:37)を出典として、(A)標準流加プロトコール、(B)空時収量を最適化した流加プロトコール(「高速発酵」)を使用する、配列番号39の、選択されたpG1−3態様(pG1−D1240(配列番号49))であって、代替的な足場タンパク質を、モデルタンパク質として発現させるpG1−3態様の流加培養。SEQ ID NO: Using (A) standard fed-batch protocol, (B) fed-batch protocol with optimized space yield (“fast fermentation”), sourced from Maurer et al. (Microbial Cell Factories, 2006, 5:37). Fed-batch culture of 39 selected pG1-3 embodiments (pG1-D1240 (SEQ ID NO: 49)) in which an alternative scaffold protein is expressed as a model protein.

発明の詳細な説明Detailed description of the invention

本明細書を通して使用される特殊な用語は、以下の意味を有する。 The special terms used throughout this specification have the following meanings:

ここで使用される「炭素供給源」という用語であって、「炭素基質」ともまた称する用語は、発酵可能な炭素基質、典型的に、微生物のためのエネルギー供給源として適する炭水化物の供給源、たとえば、宿主生物または産生細胞系による代謝が可能な供給源、特に、単糖、オリゴ糖、多糖、グリセロールを含むアルコールからなる群から選択される供給源であって、精製形態における供給源、最小培地中の供給源、または原料、たとえば、複合栄養物材料により供給される供給源を意味するものとする。炭素供給源は、本発明に従い、単一の炭素供給源として使用してもよく、異なる炭素供給源の混合物として使用してもよい。 As used herein, the term "carbon source", also also referred to as "carbon substrate", is a fermentable carbon substrate, typically a source of carbohydrates suitable as an energy source for microorganisms. For example, a source selected from the group consisting of alcohols containing monosaccharides, oligosaccharides, polysaccharides, glycerol, such as sources capable of metabolism by the host organism or production cell system, the source in purified form, the minimum. It shall mean a source in the medium, or a source supplied by a source, such as a polysaccharide material. The carbon source may be used as a single carbon source or as a mixture of different carbon sources according to the present invention.

「基本炭素供給源」、たとえば、本発明に従い使用される「基本炭素供給源」とは、典型的に、細胞の増殖に適する炭素供給源、たとえば、真核細胞のための栄養物である。基本炭素供給源は、培地、たとえば、基本培地または複合培地により供給してもよいが、また、精製された炭素供給源を含有する、化学的規定培地により供給してもよい。基本炭素供給源は、典型的に、特に、培養プロセスの増殖期において、細胞の増殖をもたらす量、たとえば、1L当たりの細胞乾燥質量少なくとも5g、好ましくは1L当たりの細胞乾燥質量少なくとも10g、または1L当たりの細胞乾燥質量少なくとも15gの細胞密度を得る量、たとえば、標準的な継代培養ステップにおいて、90%より大きい生存可能性、好ましくは95%より大きい生存可能性を呈示する量で供給される。 A "basic carbon source", eg, a "basic carbon source" as used in accordance with the present invention, is typically a carbon source suitable for cell growth, eg, a nutrient for eukaryotic cells. The basal carbon source may be supplied by medium, eg, basal medium or composite medium, or may be supplied by a chemically defined medium containing a purified carbon source. The basal carbon source is typically an amount that results in cell proliferation, especially during the growth phase of the culture process, eg, at least 5 g of dry cell mass per liter, preferably at least 10 g of dry cell mass per liter, or 1 L. Cell dry mass per cell An amount that yields a cell density of at least 15 g, eg, an amount that exhibits greater than 90% viability, preferably greater than 95% viability in a standard subculture step. ..

本発明によれば、基本炭素供給源は、典型的に、たとえば、大きな比増殖速度による細胞系の培養時において、たとえば、回分または流加培養プロセス中の細胞系の増殖期において、バイオマスを増大させるエネルギーをもたらす過剰として理解される、過剰または剰余量で使用する。この剰余量は特に、補充炭素供給源(増殖制限条件下で使用される)の制限量を超えて、発酵培養液中の残留濃度であって、測定可能であり、典型的に、制限量の補充炭素供給源をフィードするときの、少なくとも10倍、好ましくは、少なくとも50倍、または少なくとも100倍である残留濃度を達成する。 According to the invention, the basal carbon source typically increases biomass, for example, when culturing a cell line at a high specific growth rate, for example, during the growth phase of the cell line during a batch or fed-batch culture process. Used in excess or surplus, understood as excess that results in energy to cause. This surplus is, in particular, a residual concentration in the fermentation broth that exceeds the limit of the supplemental carbon source (used under growth restriction conditions) and is measurable and typically of the limit. Achieve a residual concentration that is at least 10-fold, preferably at least 50-fold, or at least 100-fold when feeding the supplemental carbon source.

「補充炭素供給源」、たとえば、本発明に従い使用される「補充炭素供給源」とは、典型的に、特に、培養プロセスの産生期において、産生細胞系による発酵産物の産生を容易とする、補充基質である。産生期は具体的に、たとえば、回分、流加、および連続培養プロセスにおいて、増殖期に後続する。補充炭素供給源は具体的に、流加プロセスのフィード中に含有させてもよい。補充炭素供給源は、典型的に、炭素基質制限条件下の細胞培養物中、すなわち、制限量の炭素供給源を使用する細胞培養物中で援用する。 A "replenishment carbon source", eg, a "replenishment carbon source" as used in accordance with the present invention, typically facilitates the production of fermented products by the producing cell line, especially during the production phase of the culture process. It is a supplementary substrate. The production phase specifically follows the growth phase, for example in batch, fed-batch, and continuous culture processes. The supplemental carbon source may specifically be included in the feed of the fed-batch process. The supplemental carbon source is typically incorporated in cell cultures under carbon substrate limiting conditions, i.e., in cell cultures that use a limited amount of carbon source.

「制限量」の炭素供給源または「制限炭素供給源」とは、ここでは、特に、最大増殖速度未満の、制御された増殖速度による培養プロセスにおいて、産生細胞系による発酵産物の産生を容易とする、炭素基質の種類および量を具体的に指すと理解される。産生期は具体的に、たとえば、回分、流加、および連続培養プロセスにおいて、増殖期に後続する。細胞培養プロセスは、回分培養物、連続培養物、および流加培養物を援用してもよい。回分培養とは、少量の種培養溶液を、培地に添加し、培養時において、さらなる培地を添加したり、培養溶液を排出したりせずに、細胞を増殖させる培養プロセスである。連続培養とは、培養時において、培地を連続的に添加および排出する培養プロセスである。連続培養はまた、潅流培養も含む。回分培養と連続培養の中間であり、また、半回分培養とも称する流加培養はとは、培養時において、培地を連続的または逐次的に添加するが、連続培養と異なり、培養溶液を連続的には排出しない培養プロセスである。 A "restricted amount" of carbon source or "restricted carbon source" is used herein to facilitate the production of fermented products by a producing cell line, especially in a culture process with a controlled growth rate below the maximum growth rate. It is understood to specifically refer to the type and amount of carbon substrate. The production phase specifically follows the growth phase, for example in batch, fed-batch, and continuous culture processes. The cell culture process may incorporate batch cultures, continuous cultures, and fed-batch cultures. Batch culture is a culture process in which a small amount of seed culture solution is added to a medium, and at the time of culturing, cells are proliferated without adding a further medium or draining the culture solution. Continuous culture is a culture process in which a medium is continuously added and discharged during culturing. Continuous culture also includes perfusion culture. Fed-batch culture, which is intermediate between batch culture and continuous culture, and is also called semi-batch culture, is in which a medium is continuously or sequentially added at the time of culturing, but unlike continuous culture, a culture solution is continuously added. It is a culture process that does not excrete.

具体的に、増殖制限栄養物基質の、培養物へのフィーディングに基づく、流加プロセスが好ましい。単回流加または反復流加発酵を含む流加戦略は典型的に、バイオインダストリープロセスにおいて、バイオリアクター内の高細胞密度に到達するように使用する。炭素基質の制御された添加は、培養物の増殖速度に直接影響を及ぼし、オーバーフロー代謝または望ましくない代謝副産物の形成を回避する一助となる。炭素供給源制限条件下では、炭素供給源は具体的に、流加プロセスのフィード中に含有されていてもよい。これにより、炭素基質を、制限量で供給する。 Specifically, a fed-batch process based on feeding the growth-restricted nutrient substrate into the culture is preferred. Fed-batch strategies, including single-batch or repeated-batch fermentation, are typically used in bioindustry processes to reach high cell densities in the bioreactor. The controlled addition of carbon substrate directly affects the growth rate of the culture and helps avoid overflow metabolism or the formation of unwanted metabolic by-products. Under carbon source limiting conditions, the carbon source may specifically be included in the feed of the fed-batch process. As a result, the carbon substrate is supplied in a limited amount.

ここで記載されるケモスタットまたは連続培養ではまた、増殖速度も、緊密に制御することができる。 In the chemostat or continuous cultures described herein, the growth rate can also be tightly controlled.

炭素供給源の制限量とは、ここでは特に、産生細胞系を、増殖制限条件下、たとえば、産生期または産生方式に保つのに必要な炭素供給源の量として理解される。このような制限量を、炭素供給源がフィード培地中に含有され、持続的なエネルギー送達のための小さなフィード速度で培養物に供給される、流加プロセスにおいて援用して、たとえば、バイオマスを、小さな比増殖速度に保ちながら、POIを作製してもよい。フィード培地は典型的に、細胞培養物の産生期において、発酵培養液に添加する。 Carbon source limits are understood herein specifically as the amount of carbon source required to keep a producing cell line under growth limiting conditions, eg, production phase or mode of production. Such limits are incorporated in the fed-batch process in which the carbon source is contained in the feed medium and fed to the culture at a small feed rate for sustained energy delivery, eg, biomass. POIs may be made while maintaining a small specific growth rate. The feed medium is typically added to the fermentation broth during the cell culture production phase.

炭素供給源の制限量は、たとえば、所定の閾値を下回るか、なおまたは標準的な(炭水化物)アッセイにおいて測定される検出限界を下回る、細胞培養液内の炭素供給源の残留量により決定してもよい。残留量は典型的に、発酵産物を回収するときに、発酵培養液中で決定されるであろう。 The carbon source limit is determined, for example, by the residual amount of carbon source in the cell culture medium, which is below a predetermined threshold or below the detection limit measured in a standard (carbohydrate) assay. May be good. Residual amounts will typically be determined in the fermentation broth when recovering the fermentation product.

炭素供給源の制限量はまた、炭素供給源の、発酵槽への、培養時間当たりの平均フィード速度であって、たとえば、時間当たりで計算される平均量を決定するように、全培養プロセス、たとえば、流加期にわたり添加される量により決定される、平均フィード速度を規定することにより決定してもよい。この平均フィード速度は、細胞培養物による補充炭素供給源の完全な使用を確認するように、小さく、たとえば、0.6g L-1-1(時間1h当たりに初期発酵容量1L当たりの炭素供給源g)〜25g L-1-1、好ましくは1.6g L-1-1〜20g L-1-1に保つ。 The carbon source limit is also the average feed rate of the carbon source to the fermenter per culture time, eg, the whole culture process, so as to determine the average amount calculated per hour. For example, it may be determined by defining an average feed rate, which is determined by the amount added over the culture period. This average feed rate is small to confirm the complete use of the supplemental carbon source by the cell culture, eg 0.6 g L -1 h -1 (carbon supply per 1 L of initial fermentation capacity per hour per h). source g) ~25g L -1 h -1, preferably kept 1.6g L -1 h -1 ~20g L -1 h -1.

炭素供給源の制限量はまた、比増殖速度を測定することにより決定してもよく、この比増殖速度は、産生期において、小さく、たとえば、最大比増殖速度より小さく、たとえば、所定の範囲内、たとえば、0.001h-1〜0.20h-1、または0.005h-1〜0.20h-1、好ましくは0.01h-1〜0.15h-1の範囲内に保つ。 The limit of the carbon source may also be determined by measuring the specific growth rate, which is small during the production phase, eg, less than the maximum specific growth rate, eg, within a predetermined range. For example, keep within the range of 0.001h -1 to 0.20h -1 , or 0.005h -1 to 0.20h -1 , preferably 0.01h -1 to 0.15h -1.

具体的に、化学的に規定され、メタノールを含有しない、フィード培地を使用する。 Specifically, use a feed medium that is chemically defined and does not contain methanol.

細胞培養培地、たとえば、最小培地または流加プロセスにおけるフィード培地に関する「化学的に規定された」という用語は、in vitroにおける産生細胞系の細胞培養に適する培養培地であって、化学的成分および(ポリ)ペプチドの全てが公知の培養培地を意味するものとする。典型的に、化学的規定培地は、動物に由来する成分を全く含まず、純粋で一貫した細胞培養環境を表す。 The term "chemically defined" for cell culture media, eg, minimal media or feed medium in the feeding process, is a culture medium suitable for cell culture of production cell lines in vitro, with chemical components and ( All of the poly) peptides shall mean known culture media. Typically, the chemically defined medium is completely free of animal-derived components and represents a pure and consistent cell culture environment.

ここで使用される「細胞系」という用語は、長期にわたり増殖する能力を獲得した、特定の細胞型の確立されたクローンを指す。「宿主細胞系」という用語は、内因性もしくは組換え遺伝子または代謝経路の産物を発現させて、ポリペプチドまたはこのようなポリペプチドにより媒介される細胞代謝物を作製するために使用される細胞系を指す。「産生宿主細胞系」または「産生細胞系」とは、産生過程の産物、たとえば、POIを得るバイオリアクター内の培養のために使用しやすい細胞系であると一般に理解される。「真核生物宿主」または「真核細胞系」という用語は、POIまたは宿主細胞代謝物を作製するのに培養してもよい、任意の真核細胞または生物を意味するものとする。用語はヒトを含まないことがよく理解される。 As used herein, the term "cell line" refers to an established clone of a particular cell type that has acquired the ability to proliferate over time. The term "host cell line" is used to express a product of an endogenous or recombinant gene or metabolic pathway to produce a polypeptide or cell metabolite mediated by such a polypeptide. Point to. A "producing host cell line" or "producing cell line" is generally understood to be a cell line that is easy to use for culturing in a bioreactor to obtain the product of the production process, eg, POI. The term "eukaryotic host" or "eukaryotic cell lineage" shall mean any eukaryotic cell or organism that may be cultured to make a POI or host cell metabolite. It is well understood that the term does not include humans.

宿主細胞系に関して、「発酵」ともまた称する、「細胞培養物」または「培養」という用語は、人工的な、たとえば、in vitroの環境における、活動または休眠状態にある細胞の増殖、分化、または生存力の持続に好適な条件下における、具体的に、業界で公知の方法に従う制御されたバイオリアクター内の細胞の維持を意味する。 With respect to the host cell line, the term "cell culture" or "culture", also referred to as "fermentation", refers to the proliferation, differentiation, or proliferation of active or dormant cells in an artificial, eg, in vitro environment. It means the maintenance of cells in a controlled bioreactor, specifically according to methods known in the industry, under conditions suitable for sustaining viability.

本発明の培養培地を使用して、細胞培養物を培養する場合は、細胞培養物を、細胞培養物の培養を支援するのに適する条件下で、培養槽内の培地または基質と接触させる。ある種の態様では、ここで記載される培養培地を、当技術分野で周知の標準的な細胞培養法に従い、細胞を培養するのに使用する。本発明の多様な側面では、真核細胞、具体的に、酵母または糸状菌を増殖させるために使用されうる培養培地が提供される。 When culturing a cell culture using the culture medium of the present invention, the cell culture is brought into contact with the medium or substrate in the culture tank under conditions suitable for supporting the culture of the cell culture. In certain embodiments, the culture medium described herein is used to culture cells according to standard cell culture methods well known in the art. Various aspects of the invention provide a culture medium that can be used to grow eukaryotic cells, specifically yeast or filamentous fungi.

細胞培養培地は、細胞を維持し、制御された人工的なin vitro環境で増殖させるのに必要な栄養物を供給する。細胞培養培地の特徴および組成は、特定の細胞要件に応じて変化する。重要なパラメータは、浸透圧、pH、および栄養物処方を含む。栄養物のフィーディングは、当技術分野で公知の方法に従い、連続方式で施してもよく、非連続方式で施してもよい。本発明に従い使用される培養培地は、組換えタンパク質を作製するのに特に有用である。 The cell culture medium provides the nutrients needed to maintain the cells and grow them in a controlled, artificial in vitro environment. The characteristics and composition of the cell culture medium vary according to specific cell requirements. Important parameters include osmolality, pH, and nutrient formulation. The feeding of nutrients may be carried out continuously or discontinuously according to a method known in the art. The culture medium used according to the present invention is particularly useful for making recombinant proteins.

回分プロセスが、発酵時においてさらなる栄養物のさらなる供給を伴わずに、細胞を培養するために必要な全ての栄養物が、初期培養培地中に含有された培養方式であるのに対し、回分期の後の流加プロセスでは、フィーディングにより、1つ以上の栄養物を培養物に供給するフィーディング期が施される。栄養物フィーディングの目的は、バイオマスの量を増大させて、組換えタンパク質の量もまた増大させることである。大半の培養プロセスでは、フィーディングの方式は、肝要かつ重要であるが、本発明のプロモーターを援用する本発明は、何らかの培養方式に関して制約を受けない。 The batch process is a culture method in which all the nutrients required to culture the cells at the time of fermentation without further supply of nutrients are contained in the initial culture medium, whereas the batch period. In the subsequent fed-batch process, the feeding provides a feeding phase that feeds the culture with one or more nutrients. The purpose of nutrient feeding is to increase the amount of biomass and also the amount of recombinant protein. In most culture processes, the feeding method is essential and important, but the present invention, which utilizes the promoter of the present invention, is not restricted by any culture method.

ある種の態様では、本発明の方法は、流加プロセスである。具体的に、所望の組換えPOIをコードする核酸構築物で形質転換された宿主細胞を、増殖期培地中で培養し、産生期培地に移して、所望の組換えPOIを作製する。 In certain aspects, the method of the invention is a fed-batch process. Specifically, host cells transformed with a nucleic acid construct encoding the desired recombinant POI are cultured in growth medium and transferred to production medium to produce the desired recombinant POI.

別の態様では、本発明の宿主細胞を、連続方式で、たとえば、ケモスタットにより培養する。連続発酵プロセスは、新鮮な培養培地の、バイオリアクターへの、規定の一定で連続的なフィーディング速度により特徴づけられ、同じ規定の一定で連続的な除去速度で、培養液を、バイオリアクターから同時に除去する。培養培地、フィーディング速度、および除去速度を、同じ一定のレベルで保つことにより、バイオリアクター内の培養パラメータおよび条件は、一定を維持する。 In another embodiment, the host cells of the invention are cultured in a continuous manner, eg, by chemostat. The continuous fermentation process is characterized by a constant and continuous feeding rate of fresh culture medium to the bioreactor, with the same constant and continuous removal rate of the culture broth from the bioreactor. Remove at the same time. By keeping the culture medium, feeding rate, and removal rate at the same constant level, the culture parameters and conditions within the bioreactor remain constant.

ここで記載される安定的細胞培養物とは、遺伝特性を維持する、具体的に、POI産生レベルを高く、たとえば、約20世代、好ましくは、少なくとも30世代、より好ましくは、少なくとも40世代、最も好ましくは少なくとも50世代にわたる培養の後でもなお、少なくともμgレベルに保つ細胞培養物を指すと具体的に理解される。具体的に、産業スケールの作製のために使用される場合に大きな利点と考えられる、安定的組換え宿主細胞系が提供される。 Stable cell cultures described herein are those that maintain genetic properties, specifically high levels of POI production, eg, about 20 generations, preferably at least 30 generations, more preferably at least 40 generations. Most preferably, it is specifically understood to refer to a cell culture that remains at least at the μg level even after culturing for at least 50 generations. Specifically, it provides a stable recombinant host cell line that would be of great advantage when used for industrial scale fabrication.

本発明の細胞培養物は、たとえば、栄養物のフィーディング、特に、流加もしくは回分プロセス、または連続もしくは半連続プロセス(たとえば、ケモスタット)に基づく培養方式と組み合わせた、容量と技法システムの両方に関して、産業的生産スケールでの方法に特に有利である。 The cell cultures of the present invention relate to, for example, feeding of nutrients, especially in terms of both volume and technique systems combined with a fed-batch or batch process, or a culture scheme based on a continuous or semi-continuous process (eg, chemostat). , Especially advantageous for methods on an industrial production scale.

「発現」または「発現系」または「発現カセット」という用語は、これらの配列で形質転換またはトランスフェクトされた宿主が、コードされるタンパク質または宿主細胞代謝物を産生することが可能であるように、所望のコード配列および制御配列を、作動的連結内に含有する核酸分子を指す。形質転換を実行するために、発現系をベクター内に組み入れてもよいが、また、関与性のDNAを、宿主染色体に組み込んでもよい。発現は、ポリペプチドまたは代謝物を含む、分泌発現産物を指してもよく、非分泌発現産物を指してもよい。 The terms "expression" or "expression system" or "expression cassette" are used so that a host transformed or transfected with these sequences can produce the encoded protein or host cell metabolite. Refers to a nucleic acid molecule that contains the desired coding and control sequences within the operative linkage. The expression system may be integrated into the vector to carry out the transformation, or the involved DNA may be integrated into the host chromosome. Expression may refer to a secreted expression product, including a polypeptide or metabolite, or may refer to a non-secretory expression product.

ここで使用される「発現構築物」または「ベクター」または「プラスミド」は、適切な宿主生物における、クローニングされた組換えヌクレオチド配列、すなわち、組換え遺伝子の転写、およびそれらのmRNAの翻訳に要請されるDNA配列と定義される。発現ベクターまたはプラスミドは通例、宿主細胞内の自律的複製のための起点、選択マーカー(たとえば、アミノ酸合成遺伝子または抗生剤、たとえば、ゼオシン、カナマイシン、G418、もしくはハイグロマイシンに対する耐性を付与する遺伝子)、多数の制限酵素切断部位、適切なプロモーター配列、および転写ターミネーターを含み、これらの成分は、併せて作動可能に連結される。ここで使用される「プラスミド」および「ベクター」という用語は、自己複製型ヌクレオチド配列のほか、ゲノム組込み型ヌクレオチド配列も含む。 The "expression construct" or "vector" or "plasmid" used herein is required for cloning recombinant nucleotide sequences, i.e. transcription of recombinant genes, and translation of their mRNAs in a suitable host organism. It is defined as a DNA sequence. Expression vectors or plasmids are usually starting points for autonomous replication in host cells, selectable markers (eg, genes that confer resistance to zeocin, kanamycin, G418, or hyglomycin), amino acid synthesis genes or antibiotics, etc. It contains a number of restriction enzyme cleavage sites, suitable promoter sequences, and transcription terminators, and these components are operably linked together. The terms "plasmid" and "vector" used herein include self-replicating nucleotide sequences as well as genomic integration nucleotide sequences.

本発明の発現構築物は、本発明のプロモーターであって、前記プロモーターの転写制御下で、POIをコードするヌクレオチド配列に作動可能に連結されたプロモーターを具体的に含み、このプロモーターは、POIのコード配列と天然では会合しない。 The expression construct of the present invention specifically comprises the promoter of the present invention, which is operably linked to a nucleotide sequence encoding POI under transcriptional control of said promoter, which promoter encodes the POI. It does not naturally associate with the sequence.

ヌクレオチドまたはアミノ酸配列またはタンパク質に関してここで使用される「異種」という用語は、所与の宿主細胞に対して外来である、すなわち、「外因性」である、たとえば、天然で見出されない化合物、または所与の宿主細胞内に天然で見出される、たとえば、「内因性」であるが、異種構築物の文脈において、たとえば、異種核酸を援用する化合物の何れかを指す。内因的に見出される異種ヌクレオチド配列はまた、非天然の、たとえば、細胞内で予測される量より大きい量、または細胞内に天然で見出される量より大きい量で作製してもよい。異種ヌクレオチド配列または異種ヌクレオチド配列を含む核酸はおそらく、内因性ヌクレオチド配列と配列が異なるが、内因的に見出される同じタンパク質をコードする。具体的に、異種ヌクレオチド配列とは、天然で宿主細胞と同じ関係では見出されないヌクレオチド配列である。任意の組換えまたは人工ヌクレオチド配列は、異種であると理解される。異種ポリヌクレオチドの例は、本発明に従うプロモーターと天然では会合しないヌクレオチド配列、たとえば、ここで記載される通り、ハイブリッド体のプロモーターを得るヌクレオチド配列、またはコード配列に作動可能に連結されたヌクレオチド配列である。結果として、ハイブリッド体またはキメラ体のポリヌクレオチドを得てもよい。異種化合物のさらなる例は、内因性で自然発生のPOIコード配列が通常は、作動可能に連結されない、転写制御エレメント、たとえば、本発明のプロモーターに作動可能に連結された、POIをコードするポリヌクレオチドである。 The term "heterologous" as used herein with respect to a nucleotide or amino acid sequence or protein is foreign to a given host cell, i.e. "exogenous", eg, a compound not found in nature, or Refers to any of the compounds found naturally in a given host cell, eg, "endogenous", but in the context of a heterologous construct, eg, which recruits a heterologous nucleic acid. Heterologous nucleotide sequences found endogenously may also be made in an amount that is non-natural, eg, greater than what is expected intracellularly, or greater than what is naturally found intracellularly. Nucleic acids containing heterologous nucleotide sequences or heterologous nucleotide sequences probably encode the same protein that is sequenced differently from the endogenous nucleotide sequence but is found endogenously. Specifically, a heterologous nucleotide sequence is a nucleotide sequence that is not found in the same relationship as a host cell in nature. Any recombinant or artificial nucleotide sequence is understood to be heterologous. Examples of heterologous polynucleotides are nucleotide sequences that do not naturally associate with promoters according to the invention, eg, nucleotide sequences that yield hybrid promoters, or nucleotide sequences that are operably linked to coding sequences, as described herein. is there. As a result, hybrid or chimeric polynucleotides may be obtained. A further example of a heterologous compound is a polynucleotide encoding a POI in which an endogenous, naturally occurring POI-encoding sequence is normally not operably linked, a transcriptional control element, eg, an operably linked to a promoter of the invention. Is.

本発明の文脈においてここで使用される「変異体」という用語は、同等な親配列に対する、特異的な配列同一性または相同性を伴う、任意の配列を指すものとする。変異体とは、具体的に、親配列から、たとえば、サイズの変化、たとえば、(末端または非末端の、たとえば、「中間の(interstitional)」、すなわち、ヌクレオチド配列内の欠失または挿入を伴う)伸長または断片化、突然変異、ハイブリダイゼーション(配列の組合せを含む)を介して導出された、任意の配列である。 As used herein in the context of the present invention, the term "mutant" is intended to refer to any sequence with specific sequence identity or homology to an equivalent parent sequence. A variant specifically involves a change in size, eg, (terminal or non-terminal, eg, "interstitial", that is, a deletion or insertion within a nucleotide sequence, from the parent sequence. ) Any sequence derived via extension or fragmentation, mutation, hybridization (including sequence combinations).

ここで記載されるpG1−xプロモーターは、具体的に、天然(野生型)pG1プロモーターの人工変異体である。天然構造に対するある程度の配列同一性は認められるが、たとえば、具体的に、単離された核酸配列、アミノ酸配列、発現構築物、形質転換された宿主細胞、および組換えタンパク質を指す、本発明の材料、方法、および使用は、「人造」または合成であり、したがって、「自然法則」の結果としては考えられないことが十分に理解される。 The pG1-x promoter described herein is specifically an artificial variant of the native (wild-type) pG1 promoter. Some degree of sequence identity to the natural structure is observed, but the materials of the invention specifically refer to, for example, isolated nucleic acid sequences, amino acid sequences, expression constructs, transformed host cells, and recombinant proteins. , Methods, and uses are "artificial" or synthetic and are therefore not considered as a result of "laws of nature".

ここで「pG1−xプロモーター」と称するプロモーターは、pG1プロモーターの変異体であり、そのヌクレオチド配列は、変異体を作製するための「親」配列として使用される、pG1プロモーターの突然変異誘発により作製することができる。pG1−xプロモーターは、配列番号2、配列番号3、配列番号4、または配列番号5の、2つ、3つ、4つ以上のコピーを含むプロモーターを含む。 The promoter referred to herein as the "pG1-x promoter" is a variant of the pG1 promoter, the nucleotide sequence of which is made by mutagenesis of the pG1 promoter, which is used as the "parent" sequence for making the variant. can do. The pG1-x promoter comprises a promoter containing two, three, four or more copies of SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 4, or SEQ ID NO: 5.

一連のpG1−xプロモーターは、たとえば、図6bで例示される配列のうちの何れか、特に、以下の配列:
a)配列番号37〜44、好ましくは、配列番号45〜76のうちの何れか;
b)配列番号77〜80、好ましくは、配列番号81〜112のうちの何れか;
c)配列番号113〜114、好ましくは、配列番号115〜130のうちの何れか;
d)配列番号131〜132、好ましくは、配列番号133〜148のうちの何れか;
e)配列番号149〜150、好ましくは、配列番号151〜166のうちの何れか;
f)配列番号167〜168、好ましくは、配列番号169〜184のうちの何れか;
g)配列番号185〜186、好ましくは、配列番号187〜202のうちの何れか;
h)配列番号203〜204、好ましくは、配列番号205〜220のうちの何れか;
i)配列番号221〜222、好ましくは、配列番号223〜238のうちの何れか;
j)配列番号239〜240、好ましくは、配列番号241〜256のうちの何れか;および
k)配列番号32〜36または配列番号257〜259
のうちの何れかを含むかまたはこれらからなるプロモーターにより例示される。
The series of pG1-x promoters may be, for example, any of the sequences exemplified in FIG. 6b, in particular the following sequence:
a) Any of SEQ ID NOs: 37-44, preferably SEQ ID NOs: 45-76;
b) Any of SEQ ID NOs: 77-80, preferably SEQ ID NOs: 81-112;
c) Any of SEQ ID NOs: 113-114, preferably SEQ ID NOs: 115-130;
d) Any of SEQ ID NOs: 131-132, preferably SEQ ID NOs: 133-148;
e) Any of SEQ ID NOs: 149-150, preferably SEQ ID NOs: 151-166;
f) Any of SEQ ID NOs: 167 to 168, preferably SEQ ID NOs: 169 to 184;
g) Any of SEQ ID NOs: 185 to 186, preferably SEQ ID NOs: 187 to 202;
h) Any of SEQ ID NOs: 203-204, preferably SEQ ID NOs: 205-220;
i) Any of SEQ ID NOs: 221 to 222, preferably SEQ ID NOs: 223 to 238;
j) SEQ ID NOs: 239-240, preferably any of SEQ ID NOs: 241-256; and k) SEQ ID NOs: 32-36 or SEQ ID NOs: 257-259.
Illustrated by a promoter comprising or consisting of any of these.

pG1−xプロモーターはまた、配列番号37〜配列番号202のうちの何れか1つの3’断片であって、5’末端〜最初または5’側の主要調節領域の一部または全部を欠失させた3’断片;好ましくは、配列番号37〜配列番号202のうちの何れか1つの5’末端の、50、100、150、200、250、300、320、または325以下のヌクレオチドを欠失させた3’断片も含む。 The pG1-x promoter is also a 3'fragment of any one of SEQ ID NOs: 37 to 202, deleting some or all of the major regulatory region from the 5'end to the first or 5'side. 3'fragment; preferably, the 5'end of any one of SEQ ID NOs: 37 to 202, 50, 100, 150, 200, 250, 300, 320, or 325 or less nucleotides are deleted. Also includes 3'fragments.

pG1−xプロモーターは、pG1プロモーターと比較して、同じであるかまたは増大させた、プロモーター強度および誘導比であって、
・プロモーター強度が、誘導状態において、pG1プロモーターと比較して、少なくとも1.1倍増大しており、かつ/または
・誘導比が、pG1プロモーターと比較して、少なくとも1.1倍増大している
プロモーター強度および誘導比を有することを特徴とする。
The pG1-x promoter is the same or increased promoter intensity and induction ratio as compared to the pG1 promoter.
-Promoter strength is increased at least 1.1-fold compared to the pG1 promoter and / or-Induction ratio is increased at least 1.1-fold compared to the pG1 promoter in the inducible state Promoter strength and induction It is characterized by having a ratio.

特に、プロモーターの不可欠なエレメントおよび機能を維持するか、なおまたは改善するように、たとえば、図6bの、例示されるpG1−xプロモーター、またはサイズ変異体、特に、その伸長変異体または断片を、ある特定の領域の突然変異誘発により変異体を作製するための「親」配列として使用して、さらなるpG1−x変異体も作製可能である。pG1−xプロモーター変異体は、たとえば、組換え細胞系内のプロモーターとしての使用に適する配列を作製するための突然変異誘発により、例示されるpG1−xプロモーター配列のうちの何れかから導出してもよい。このような変異体プロモーターは、規定の特性を伴うライブラリーメンバーを選択することにより、突然変異体配列のライブラリーから得てもよい。変異体プロモーターは、同じ特性を有してもよく、なおまたは改善された特性、たとえば、抑制および抑制解除条件下における示差的効果(特に、誘導比)を増大させて、プロモーター強度、POI産生の誘導が改善された特性を有してもよい。変異体プロモーターはまた、類似の配列に由来するヌクレオチド配列、たとえば、メタノール資化酵母(Pichia pastoris)以外の真核生物種、またはピキア(Pichia)属以外の属、たとえば、K.ラクティス(K.lactis)、Z.ルーキシー(Z.rouxii)、P.スティピティス(P.stipitis)、H.ポリモルファ(H.polymorpha)に由来するヌクレオチド配列も含んでよい。 In particular, to maintain or improve the essential elements and functions of the promoter, for example, the illustrated pG1-x promoter, or size variant thereof, in particular an extension variant or fragment thereof, of FIG. 6b. Additional pG1-x variants can also be made using as the "parent" sequence for making mutants by mutagenesis of a particular region. The pG1-x promoter variant is derived from any of the exemplified pG1-x promoter sequences, for example by mutagenesis to create a sequence suitable for use as a promoter in a recombinant cell line. May be good. Such mutant promoters may be obtained from a library of mutant sequences by selecting library members with defined properties. Mutant promoters may have the same or improved properties, eg, increase the differential effect (particularly the induction ratio) under inhibitory and disinhibited conditions, to increase promoter strength, POI production. It may have properties with improved induction. The variant promoter is also a nucleotide sequence derived from a similar sequence, eg, a eukaryotic species other than methanol-utilizing yeast (Pichia pastoris), or a genus other than Pichia, eg, K. K. lactis, Z. Luke (Z. rouxii), P.M. P. stypitis, H. Nucleotide sequences derived from polymorpha (H. polymorpha) may also be included.

たとえば、ここで記載されるpG1−xプロモーターもしくはpG1−xプロモーターの変異体、またはpG1プロモーターの変異体である、プロモーターの変異体に関してここで使用される「機能的に活性な」という用語は、突然変異誘発、具体的に、配列内または配列の遠位端の一方もしくは両方における、1つ以上のヌクレオチドの挿入、欠失、または置換による親配列の改変であって、この配列の活性に影響を及ぼさない(特に、これを損なわない)改変の結果として得られる変異体配列を意味する。ここで記載されるpG1−xプロモーターに関して、機能および活性は、具体的に、プロモーターの活性および強度のほか、誘導比によっても特徴づけられる。 For example, the term "functionally active" as used herein with respect to a variant of the pG1-x promoter or a variant of the pG1-x promoter, or a variant of the pG1 promoter described herein. Mutation induction, specifically modification of the parent sequence by insertion, deletion, or substitution of one or more nucleotides within the sequence or at one or both of the distal ends of the sequence, which affects the activity of this sequence. It means a mutant sequence obtained as a result of a modification that does not affect (particularly, does not impair this). With respect to the pG1-x promoters described herein, function and activity are specifically characterized by the activity and intensity of the promoter, as well as the induction ratio.

ここで記載される、機能的に活性なプロモーター変異体は、具体的に、pG1プロモーターと実質的に同じ(±10%、または±5%)であるか、なおまたはこれより大きいプロモーター活性を呈示することを特徴とする。 The functionally active promoter variants described herein specifically exhibit promoter activity that is substantially the same (± 10%, or ± 5%) as, or greater than, the pG1 promoter. It is characterized by doing.

ここで記載される、機能的に活性なプロモーター変異体は、具体的に、pG1プロモーターとたとえば、実質的に同じ誘導比(±10%、または±5%)、なおまたはこれより大きい誘導比により測定される、実質的に同じ調節特性を呈示することを特徴とする。 The functionally active promoter variants described herein are specifically by, for example, substantially the same induction ratio (± 10%, or ± 5%) as, or greater than, the pG1 promoter. It is characterized by exhibiting substantially the same regulatory properties as measured.

ここで使用される「プロモーター」という用語は、コード配列または機能的なRNAの発現を制御することが可能なDNA配列を指す。プロモーター活性は、その転写効率により評価してもよい。これは、プロモーターによるmRNAの転写量を、たとえば、ノーザンブロット法を介して測定することにより直接的に決定してもよく、プロモーターにより発現した遺伝子産物の量を測定することにより間接的に決定してもよい。 As used herein, the term "promoter" refers to a DNA sequence capable of controlling the expression of a coding sequence or functional RNA. Promoter activity may be evaluated by its transcription efficiency. This may be determined directly by measuring the amount of mRNA transcribed by the promoter, for example via Northern blotting, or indirectly by measuring the amount of gene product expressed by the promoter. May be.

ここで記載されるpG1−xプロモーターは具体的に、コードDNAの発現を誘発するか、調節するか、または他の方法で媒介もしくは制御する。プロモーターDNAとコードDNAは、同じ遺伝子に由来してもよく、異なる遺伝子に由来してもよく、同じ生物に由来してもよく、異なる生物に由来してもよい。 The pG1-x promoters described herein specifically induce, regulate, or otherwise mediate or regulate the expression of coding DNA. The promoter DNA and the coding DNA may be derived from the same gene, different genes, the same organism, or different organisms.

ここで記載されるpG1−xプロモーターは、具体的に、調節可能なプロモーター、特に、炭素供給源により調節可能なプロモーターであって、抑制および誘導状態でプロモーター強度が異なる、調節可能なプロモーターとして理解される。 The pG1-x promoter described herein is specifically understood as a regulatory promoter, particularly a promoter regulatory by a carbon source, with different promoter intensities in the inhibitory and inducible states. Will be done.

本発明のプロモーターの強度は、そのプロモーターにおいて高頻度または低頻度で生じる転写誘発の効率により表される、その転写強度に具体的に関する。転写強度が大きいほど、そのプロモーターにおいて生じる転写頻度は大きくなる。プロモーター強度は、それにより、どのくらいの頻度で所与のmRNA配列が転写されるのかが決定され、いくつかの遺伝子に対して、他の遺伝子を上回る大きな転写の優先性が効果的に与えられ、大きな転写物濃度がもたらされるために重要である。大量に要請されるタンパク質をコードする遺伝子は、たとえば、典型的に、比較的強力なプロモーターを有する。RNAポリメラーゼに実施しうる転写タスクは、一度に1つだけなので、その仕事が効率的となるように優先されなければならない。プロモーター強度の差違は、この優先を可能とするように選択される。 The intensity of the promoter of the present invention relates specifically to its transcriptional intensity, which is represented by the efficiency of transcriptional induction that occurs frequently or infrequently in the promoter. The higher the transcription intensity, the greater the frequency of transcription that occurs in the promoter. Promoter strength, which determines how often a given mRNA sequence is transcribed, effectively gives some genes a greater transcriptional priority over others. It is important because it results in a large transcript concentration. Genes encoding large amounts of protein are typically, for example, relatively strong promoters. Since only one transcription task can be performed on RNA polymerase at a time, it must be prioritized to make the task efficient. Differences in promoter strength are selected to allow this priority.

本発明によれば、調節可能なプロモーターは、活性をほぼ最大とする状態として典型的に理解される完全誘導状態において、比較的強力である。 According to the present invention, the regulated promoter is relatively potent in a fully induced state, which is typically understood as a state of near maximal activity.

相対強度は一般に、同等なプロモーター、たとえば、pG1プロモーター、または標準的なプロモーター、たとえば、宿主細胞として使用される細胞の、それぞれのpGAPプロモーターに関して決定される。転写頻度は一般に、たとえば、適切なアッセイ、たとえば、RT−PCRまたはノーザンブロット法における転写物の量により決定される転写速度として理解される。たとえば、本発明に従うプロモーターの転写強度は、メタノール資化酵母(P.pastoris)である宿主細胞内で決定され、メタノール資化酵母(P.pastoris)の天然pGAPプロモーターと比較される。 Relative intensity is generally determined for each pGAP promoter of an equivalent promoter, such as the pG1 promoter, or a standard promoter, such as a cell used as a host cell. Transcription frequency is generally understood as a transcription rate determined by the amount of transcript in a suitable assay, eg RT-PCR or Northern blotting. For example, the transcriptional strength of a promoter according to the invention is determined within a host cell of methanol-utilizing yeast (P. pastoris) and compared to the native pGAP promoter of methanol-utilizing yeast (P. pastoris).

対象の遺伝子を発現させるプロモーターの強度は一般に、発現強度または高発現レベル/速度を支援する能力として理解される。たとえば、本発明のプロモーターの発現および/または転写強度は、メタノール資化酵母(P.pastoris)である宿主細胞内で決定され、メタノール資化酵母(P.pastoris)の天然pGAPプロモーターと比較される。 The intensity of a promoter expressing a gene of interest is generally understood as the ability to support expression intensity or high expression levels / rates. For example, the expression and / or transcriptional intensity of the promoter of the invention is determined within a host cell of methanol-utilizing yeast (P. pastoris) and compared to the native pGAP promoter of methanol-utilizing yeast (P. pastoris). ..

pGAPプロモーターを、基準物質(標準物質)として援用する比較転写強度は、標準的手段、たとえば、転写物の数量を測定すること、たとえば、細胞培養物中で、マイクロアレイ、または他の手段を援用すること、たとえば、組換え細胞内のそれぞれの遺伝子発現産物の数量を測定することにより決定してもよい。例示的な試験については、実施例節において例示する。 Comparative transcriptional strength using the pGAP promoter as a reference material (reference material) refers to standard means, eg, measuring the number of transcripts, eg, microarrays, or other means in cell culture. That, for example, may be determined by measuring the quantity of each gene expression product in the recombinant cell. Illustrative tests are illustrated in the Examples section.

特に、転写速度は、マイクロアレイ上の転写強度により決定してもよく、定量的リアルタイムPCR(qRT−PCR)で決定してもよく、この場合、マイクロアレイまたはqRT−PCRデータにより、増殖速度の大きな条件と増殖速度の小さな条件の間、または異なる培地組成を援用する条件の間の発現レベルの差違、および天然pGAPプロモーターと比較して大きなシグナル強度が示される。 In particular, the transcription rate may be determined by the transcription intensity on the microarray or by quantitative real-time PCR (qRT-PCR). In this case, the condition of high growth rate is determined by the microarray or qRT-PCR data. Differences in expression levels between conditions with low growth rates or with different media compositions, and large signal intensities compared to the native pGAP promoter are shown.

発現速度は、たとえば、レポーター遺伝子、たとえば、eGFPの発現量により決定してもよい。 The expression rate may be determined, for example, by the expression level of a reporter gene, for example, eGFP.

ここで記載されるpG1−xプロモーターは、宿主細胞内の、場合によって、「相同なpGAPプロモーター」と呼ばれる天然pGAPプロモーターと比較して、少なくとも15%の転写速度または転写強度により反映される、比較的大きな転写強度をもたらす。好ましくは、転写速度または強度は、たとえば、POIを作製するための宿主細胞として選択された真核細胞内で決定された天然pGAPプロモーターと比較して、少なくとも20%、具体的に好ましい場合には、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%、および少なくとも100%、なおまたはこれより大きい、たとえば、少なくとも150%または少なくとも200%である。 The pG1-x promoters described herein are reflected in a host cell by at least 15% transcription rate or transcription intensity as compared to a native pGAP promoter, sometimes referred to as the "homologous pGAP promoter". Provides a large transfer strength. Preferably, the transcription rate or intensity is at least 20%, specifically preferably at least 20%, as compared to, for example, the native pGAP promoter determined within eukaryotic cells selected as the host cell for making POI. At least 30%, at least 40%, at least 50%, at least 60%, at least 70%, at least 80%, at least 90%, and at least 100%, and / or greater, for example, at least 150% or at least 200%. is there.

天然pGAPプロモーターは、典型的に、大半の生物中に存在する構成的プロモーターである、グリセルアルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼ(GAPDH)をコードする、gap遺伝子の発現を誘発する。解糖および糖新生の鍵となる酵素である、GAPDH(EC 1\2\1\12)は、異化および同化による炭水化物代謝において、死活的な役割を果たす。 The native pGAP promoter typically induces the expression of the gap gene, which encodes glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH), a constitutive promoter present in most organisms. GAPDH (EC 1 \ 2 \ 1 \ 12), a key enzyme in glycolysis and gluconeogenesis, plays a vital role in carbohydrate metabolism by catabolism and assimilation.

天然pGAPプロモーターは具体的に、組換え真核細胞においても、同じ種または株の天然真核細胞(修飾されていない(非組換え)または組換え真核細胞を含む)の中と同じ態様で活性である。このような天然pGAPプロモーターは一般に、内因性プロモーターであり、したがって、真核細胞と同種であると理解されており、比較を目的とする基準(standardまたはreference)プロモーターとして用いられている。 Specifically, the native pGAP promoter is used in recombinant eukaryotic cells in the same manner as in native eukaryotic cells of the same species or strain, including unmodified (non-recombinant) or recombinant eukaryotic cells. It is active. Such native pGAP promoters are generally understood to be endogenous promoters and therefore allogeneic to eukaryotic cells and are used as standard or reference promoters for comparison purposes.

たとえば、メタノール資化酵母(P.pastoris)の天然pGAPプロモーターは、たとえば、図13に示される配列:メタノール資化酵母(P.pastoris)(GS115)の天然pGAPプロモーター配列(配列番号260)を有する、メタノール資化酵母(P.pastoris)内でGAPDHの発現を制御するのに使用される、メタノール資化酵母(P.pastoris)内の改変されていない内因性のプロモーター配列である。メタノール資化酵母(P.pastoris)を、本発明に従いPOIを作製するための宿主として使用する場合、本発明に従うプロモーターの転写強度または速度を、このようなメタノール資化酵母(P.pastoris)の天然pGAPプロモーターと比較する。 For example, the native pGAP promoter of methanol-utilizing yeast (P. pastoris) has, for example, the sequence shown in FIG. 13: the native pGAP promoter sequence of methanol-utilizing yeast (P. pastoris) (GS115) (SEQ ID NO: 260). , An unmodified endogenous promoter sequence in methanol-utilizing yeast (P. pastoris) used to control the expression of GAPDH in methanol-utilizing yeast (P. pastoris). When methanol-utilizing yeast (P. pastoris) is used as a host for producing POI according to the present invention, the transcriptional strength or rate of the promoter according to the present invention can be adjusted to that of such methanol-utilizing yeast (P. pastoris). Compare with the native pGAP promoter.

別の例として、出芽酵母(S.cerevisiae)の天然pGAPプロモーターは、出芽酵母(S.cerevisiae)内でGAPDHの発現を制御するのに使用される通り、出芽酵母(S.cerevisiae)内の、改変されていない内因性のプロモーター配列である。出芽酵母(S.cerevisiae)を、本発明に従いPOIを作製するための宿主として使用する場合、本発明に従うプロモーターの転写強度または速度を、このような出芽酵母(S.cerevisiae)の天然pGAPプロモーターと比較する。 As another example, the native pGAP promoter of S. cerevisiae is used in S. cerevisiae to control GAPDH expression in S. cerevisiae, as it is used in S. cerevisiae. It is an unmodified endogenous promoter sequence. When S. cerevisiae is used as a host for producing POI according to the present invention, the transcriptional strength or rate of the promoter according to the present invention is combined with the natural pGAP promoter of such budding yeast (S. cerevisiae). Compare.

したがって、本発明に従うプロモーターの相対発現または転写強度は通例、POIを作製するための宿主として使用される同じ種または株の細胞の、天然pGAPプロモーターと比較する。 Therefore, the relative expression or transcriptional intensity of a promoter according to the invention is typically compared to the native pGAP promoter of cells of the same species or strain used as a host for making POI.

pG1−xプロモーターまたはpG1プロモーターに関してここで使用される「調節可能な」という用語は、回分培養の増殖期に、過剰量の炭素供給源(栄養物または基本基質)の存在下で、真核細胞内で抑制され、産生細胞系の産生期の、たとえば、炭素量の低減時、たとえば、流加戦略に従い、増殖制限炭素供給源(栄養物または補充基質)を、培養物へとフィードするときに、強いプロモーター活性をもたらすように抑制解除されるプロモーターを指すものとする。この点で、「調節可能な」という用語は、炭素の消費、低減、欠如もしくは枯渇、または細胞によりたやすく消費されるように制限された炭素供給源の添加による、プロモーターの抑制解除を指す、「炭素供給源制限により調節可能な」または「グルコース制限により調節可能な」として理解される。 The term "regulated" as used herein with respect to the pG1-x or pG1 promoter refers to eukaryotic cells during the growth phase of a fed-batch culture in the presence of an excess of carbon source (nutrient or basal substrate). During the production phase of the production cell line, which is suppressed within, eg, when the carbon content is reduced, eg, when feeding a growth-restricted carbon source (nutrient or supplementary substrate) into the culture according to a fed-batch strategy. , Refers to a promoter that is desuppressed to result in strong promoter activity. In this regard, the term "regulated" refers to the desuppression of the promoter by the consumption, reduction, lack or depletion of carbon, or the addition of a carbon source restricted to be more easily consumed by cells. It is understood as "adjustable by carbon source restriction" or "adjustable by glucose restriction".

ここで記載される、機能的に活性なpG1−xプロモーターは、比較的強力な、調節可能なプロモーターであって、細胞増殖条件下(増殖期)で、サイレンシングまたは抑制され、産生条件下(産生期)で、活性化または抑制解除され、したがって、制限炭素供給源により、産生細胞系内のPOI産生を誘導するのに適するプロモーターである。 The functionally active pG1-x promoter described herein is a relatively potent, regulatory promoter that is silenced or suppressed under cell growth conditions (proliferation phase) and under production conditions (proliferation phase). During the production phase), it is a promoter suitable for inducing POI production in the producing cell line by being activated or desuppressed and therefore by a restricted carbon source.

具体的に、ここで記載されるプロモーターは、炭素供給源により調節可能であり、グルコースの存在下およびグルコース制限下でその強度を比較する試験において決定される、示差的なプロモーター強度を伴い、比較的大きなグルコース濃度、好ましくは、少なくとも1L当たり10g、好ましくは、少なくとも1L当たり20gの濃度で、やはり抑制されることを示す。具体的に、本発明に従うプロモーターは、プロモーターを完全に誘導する、制限グルコース濃度およびグルコース閾値濃度で完全に誘導され、この閾値は、1L当たり20g未満、好ましくは、1L当たり10g未満、1L当たり1g未満、さらに、1L当たり0.1g未満、または1L当たり50mg未満であり、好ましくは、完全転写強度が、たとえば、1L当たり40mg未満のグルコース濃度で、天然の相同pGAPプロモーターの少なくとも50%である。 Specifically, the promoters described herein are regulated by a carbon source and are compared with differential promoter intensities determined in tests comparing their intensities in the presence of glucose and in the presence of glucose limitation. It also shows that a large glucose concentration, preferably at least 10 g per liter, preferably at least 20 g per liter, is also suppressed. Specifically, promoters according to the invention are fully induced at restricted glucose and glucose threshold concentrations that fully induce the promoter, the threshold being less than 20 g per liter, preferably less than 10 g per liter, 1 g per liter. Less than, more than less than 0.1 g per liter, or less than 50 mg per liter, preferably the complete transcription intensity is at least 50% of the native homologous pGAP promoter, for example, at a glucose concentration of less than 40 mg per liter.

好ましくは、誘導比とは、規定の炭素供給源閾値を下回る誘導条件へと切り替えたときの、POI産生の開始により決定され、抑制状態での強度と比較される、示差的なプロモーター強度として理解される。転写強度とは一般に、完全誘導状態での強度、すなわち、抑制解除条件下における最大に近い活性を示す強度として理解される。示差的なプロモーター強度は、たとえば、抑制解除条件下における組換え宿主細胞系内のPOI産生の、抑制条件と比較した効率または収量に従い、または、そうでなければ、転写物の量により決定される。本発明に従う調節可能なプロモーターは、好ましくは、抑制解除状態で、抑制状態と比較して、少なくとも2倍、より好ましくは、少なくとも5倍、なおより好ましくは、少なくとも10倍、より好ましくは、少なくとも20倍、より好ましくは、少なくとも30、40、50、または100倍である、示差的なプロモーター強度を有し、また、誘導倍数としても理解される。 Preferably, the induction ratio is understood as a differential promoter intensity determined by the initiation of POI production when switching to induction conditions below a defined carbon source threshold and compared to the intensity in the suppressed state. Will be done. Transfer strength is generally understood as strength in a fully induced state, that is, strength exhibiting activity close to maximum under disinhibition release conditions. The differential promoter strength is determined, for example, according to the efficiency or yield of POI production in the recombinant host cell line under reinhibition conditions compared to the suppression conditions, or otherwise by the amount of transcript. .. Regulated promoters according to the invention are preferably at least 2-fold, more preferably at least 5-fold, even more preferably at least 10-fold, more preferably at least, in the desuppressed state as compared to the suppressed state. It has a differential promoter strength of 20-fold, more preferably at least 30, 40, 50, or 100-fold, and is also understood as an induction multiple.

変異体の、親配列と比較した「配列同一性」という用語は、2つ以上のヌクレオチド配列が、対応する位置において、ある程度、最大で100%に近い程度同じであるかまたは保存的な塩基対を有するという意味における、同一性(または相同性)の程度を指し示す。相同な配列は、典型的に、少なくとも約50%のヌクレオチド配列同一性、好ましくは、少なくとも約60%の同一性、より好ましくは、少なくとも約70%の同一性、より好ましくは、少なくとも約80%の同一性、より好ましくは、少なくとも約90%の同一性、より好ましくは、少なくとも約95%の同一性を有する。 The term "sequence identity" of a variant compared to its parent sequence means that two or more nucleotide sequences are, to some extent, up to nearly 100% identical or conservative base pairs at the corresponding positions. Indicates the degree of identity (or homology) in the sense of having. Homologous sequences typically have at least about 50% nucleotide sequence identity, preferably at least about 60% identity, more preferably at least about 70% identity, more preferably at least about 80%. , More preferably at least about 90% identity, more preferably at least about 95% identity.

たとえば、プロモーターまたは遺伝子のヌクレオチド配列に関する「同一性パーセント(%)」とは、配列決定し、必要な場合、ギャップを導入して、最大の配列同一性パーセントを達成し、任意の保存的置換は配列同一性の部分と考えずにおいた後で、DNA配列内のヌクレオチドと同一である、候補DNA配列内のヌクレオチドの百分率と定義される。ヌクレオチド配列同一性パーセントの決定を目的とするアライメントは、当技術分野の範囲内にある多様な態様で、たとえば、市販のコンピュータソフトウェアを使用して達成することができる。当業者は、比較される配列の全長にわたり最大のアライメントを達成するのに必要とされる任意のアルゴリズムを含む、アライメントを測定するのに適するパラメータを決定することができる。本発明の目的では、blastnを以下の例示的なパラメータ:Word Size:11;Expect value:10;Gap cost:Existence=5、Extension=2;Filter=low complexity activated;Match/Mismatch Score:2,−3;Filter String:L;mに設定した、NCBI BLASTプログラムのバージョン2.2.29(2014年1月6日)を使用して、2つのヌクレオチド配列の間の配列同一性を決定する。 For example, a "percentage of identity (%)" with respect to a nucleotide sequence of a promoter or gene is sequenced and, if necessary, a gap is introduced to achieve the maximum percentage of sequence identity, with any conservative substitution. It is defined as the percentage of nucleotides in a candidate DNA sequence that are identical to the nucleotides in the DNA sequence, after not being considered part of the sequence identity. Alignment aimed at determining the percent nucleotide sequence identity can be achieved in a variety of aspects within the art, eg, using commercially available computer software. One of ordinary skill in the art can determine suitable parameters for measuring the alignment, including any algorithm required to achieve maximum alignment over the overall length of the sequence being compared. For the purposes of the present invention, blastn is set to the following exemplary parameters: Word Size: 11; Expect value: 10; Gap cost: Existence = 5, Extension = 2; Filter = low complexity activated; Match / Missatch-Score: 3; Filter String: L; m, NCBI BLAST program version 2.2.29 (January 6, 2014) is used to determine sequence identity between two nucleotide sequences.

本発明の文脈において使用される「突然変異誘発」という用語は、たとえば、1つ以上のヌクレオチドの挿入、欠失、および/または置換により、ヌクレオチド配列の突然変異体をもたらして、非コードまたはコード領域内に少なくとも1か所の変化を伴う、その変異体を得る方法を指すものとする。突然変異誘発は、ランダム突然変異、半ランダム突然変異、または部位指向突然変異を介してもよい。具体的なpG1−xプロモーター変異体は、pG1ヌクレオチド配列を親配列として使用する突然変異誘発法により、pG1プロモーター配列から導出される。このような突然変異誘発法は、核酸を操作する方法、またはpG1プロモーターの配列情報を鋳型として使用して、ヌクレオチド配列をデノボで合成する方法を包含する。具体的な突然変異誘発法は、合理的なプロモーター操作を適用する。 The term "mutagenesis" as used in the context of the present invention results in mutants of the nucleotide sequence, eg, by insertion, deletion, and / or substitution of one or more nucleotides, and is non-coding or coding. It shall refer to a method of obtaining the variant with at least one change in the region. Mutagenesis may be via random, semi-random, or site-directed mutations. A specific pG1-x promoter variant is derived from the pG1 promoter sequence by a mutagenesis method using the pG1 nucleotide sequence as the parent sequence. Such mutagenesis methods include methods of manipulating nucleic acids or synthesizing nucleotide sequences in de novo using sequence information of the pG1 promoter as a template. Specific mutagenesis methods apply rational promoter manipulation.

pG1−xプロモーターは、pG1プロモーターの突然変異誘発により作製してもよく、標準的な技法を援用して、ここで記載されるpG1−xプロモーターの変異体であって、機能的に活性な変異体を含む変異体も、さらに作製してもよい。プロモーターは、たとえば、発現レベルおよび調節可能な特性を変更したプロモーター変異体を作出するように改変してもよい。たとえば、プロモーターライブラリーは、選択されたプロモーター配列の突然変異誘発により調製してもよく、これを親分子として使用して、たとえば、異なる発酵戦略下におけるそれらの発現について変異体を解析し、適切な変異体を選択することにより、真核細胞内の遺伝子発現を微調整してもよい。変異体の合成ライブラリーを使用して、たとえば、選択されたPOIを作製するための要件に合致するプロモーターを選択してもよい。このような変異体は、真核宿主細胞内の発現効率を増大させ、炭素供給源に富む条件下およびこれを制限する条件下で示差的な発現を示しうる。典型的に、大型のランダム化遺伝子ライブラリーであって、遺伝子の多様性が大きく、具体的に、所望の遺伝子型または表現型に従い選択されうる遺伝子ライブラリーを作製する。 The pG1-x promoter may be made by mutagenesis of the pG1 promoter and is a variant of the pG1-x promoter described herein with the help of standard techniques and is a functionally active variant. Variants, including the body, may also be made. The promoter may be modified, for example, to produce promoter variants with altered expression levels and regulatory properties. For example, a promoter library may be prepared by mutagenesis of selected promoter sequences, which can be used as the parent molecule to analyze variants for their expression, eg, under different fermentation strategies, and be appropriate. Gene expression in eukaryotic cells may be fine-tuned by selecting a suitable mutant. A synthetic library of variants may be used, for example, to select promoters that meet the requirements for making selected POIs. Such mutants can increase expression efficiency in eukaryotic host cells and exhibit differential expression under carbon source-rich and limiting conditions. Typically, a large randomized gene library is created that has a large gene diversity and can be specifically selected according to the desired genotype or phenotype.

ここで記載される好ましいpG1−xプロモーターのうちの一部は、pG1プロモーターのサイズ変異体であり、プロモーターのある特定のエレメントもしくは領域の、1つより多いコピーを含むか、またはpG1プロモーターの1つ以上の(同じまたは異なる)断片を含む。 Some of the preferred pG1-x promoters described herein are size variants of the pG1 promoter, containing more than one copy of a particular element or region of the promoter, or one of the pG1 promoters. Contains one or more (same or different) fragments.

具体的な突然変異誘発法は、配列内の、1つ以上のヌクレオチドの点突然変異、特に、タンデム点突然変異であって、たとえば、プロモーターのヌクレオチド配列内の、少なくとも2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ、10、なおこれ以上の連続ヌクレオチドを変化させる点突然変異をもたらす。このような突然変異は、典型的に、1つ以上のヌクレオチドのうちの、少なくとも1つの欠失、挿入、および/または置換である。プロモーター配列は、遠位端、特に、5’側領域内で突然変異させてもよいが、これは、ヌクレオチド配列のうちの50%以下に当たり、プロモーター活性を実質的に失わない限りにおいて、高度に可変性であってもよい。プロモーター配列は、具体的に、主要調節領域内で突然変異させうるが、pG1の親主要調節領域に対する配列同一性が大きく、特に、親コア調節領域に対する配列同一性が大きく、たとえば、少なくとも80%であることが好ましい。主要調節領域内であるが、コア調節領域外では、配列の可変性は、80%未満の配列同一性を得る程度に大きくてもよい。 Specific mutagenesis methods are point mutations of one or more nucleotides in a sequence, particularly tandem point mutations, eg, at least two, three, four in the nucleotide sequence of a promoter. It results in point mutations that alter one, five, six, seven, eight, nine, ten, and even more contiguous nucleotides. Such mutations are typically deletions, insertions, and / or substitutions of at least one of one or more nucleotides. The promoter sequence may be mutated at the distal end, especially within the 5'side region, but this is less than 50% of the nucleotide sequence and is highly advanced as long as the promoter activity is not substantially lost. It may be variable. The promoter sequence can be specifically mutated within the major regulatory region, but has greater sequence identity to the parent major regulatory region of pG1, in particular greater sequence identity to the parent core regulatory region, eg, at least 80%. Is preferable. Within the major regulatory region, but outside the core regulatory region, sequence variability may be large enough to obtain less than 80% sequence identity.

コア調節領域は、具体的に、転写因子結合性部位(TFBS)を表す、配列番号2および配列番号3と、配列番号2と、配列番号3との中間の領域とを組み込む。 The core regulatory region specifically incorporates SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3, and an intermediate region between SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3, which represents a transcription factor binding site (TFBS).

配列番号2として特定されるヌクレオチド配列は、Rgt1、Cat8−1、およびCat8−2により認識されるTFBSの少なくとも一部を含む。 The nucleotide sequence identified as SEQ ID NO: 2 comprises at least a portion of the TFBS recognized by Rgt1, Cat8-1, and Cat8-2.

配列番号3として特定されるヌクレオチド配列は、Rgt1、Cat8−1、およびCat8−2により認識されるTFBSの少なくとも一部を含む。 The nucleotide sequence identified as SEQ ID NO: 3 comprises at least a portion of the TFBS recognized by Rgt1, Cat8-1, and Cat8-2.

具体的に、配列番号2と配列番号3との間のヌクレオチド配列(中間の配列)は、非相同配列(たとえば、配列同一性を50%未満とする)へと突然変異させてもよく、なおまたは欠失させてもよい。 Specifically, the nucleotide sequence between SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3 (intermediate sequence) may be mutated to a non-homologous sequence (eg, sequence identity less than 50%). Alternatively, it may be deleted.

配列番号2および配列番号3内の任意の突然変異は、具体的に、保存的である、すなわち、たとえば、それぞれの転写因子による認識を維持する(または改善する)ように保存的である。このような保存的な突然変異体を操作するとき、配列番号2および/または配列番号3のヌクレオチド配列内の配列同一性は、少なくとも90%、好ましくは、少なくとも95%である。 Any mutations in SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3 are specifically conservative, i.e., for example, to maintain (or improve) recognition by their respective transcription factors. When manipulating such conservative mutants, the sequence identity within the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 and / or SEQ ID NO: 3 is at least 90%, preferably at least 95%.

主要調節領域は、配列番号5により特定されるヌクレオチド配列を含むかまたはこれからなる。このような領域は、コア調節領域と、pG1プロモーターの必須エレメントを含み、ここで記載されるpG1−xプロモーターを作製するのに、ある程度突然変異させてもよい、さらなる非コア調節領域とを含む。 The major regulatory region comprises or consists of the nucleotide sequence identified by SEQ ID NO: 5. Such regions include a core regulatory region and an additional non-core regulatory region that contains the essential elements of the pG1 promoter and may be mutated to some extent to make the pG1-x promoter described herein. ..

部位指向突然変異誘発の具体的領域は、たとえば、pG1またはpG1−xプロモーターの非コア調節領域(主要調節領域の内部または外部)である。しかし、具体的な突然変異体はまた、プロモーター機能を維持するように、ある程度の配列同一性を保つ限りにおいて、プロモーターのコア調節領域を指向する突然変異誘発法により調製してもよい。さらに具体的な領域は、主要調節領域の外部または内部である。具体的に、プロモーターは、たとえば、pG1プロモーターのコア調節領域および1つ以上の領域、または代替的な(天然または人工)プロモーター、たとえば、pG1プロモーター以外の任意のプロモーターであって、pG1プロモーターの翻訳開始部位を置換するのに使用しうるプロモーターである、プロモーターの3’側領域(具体的に、末端の少なくとも10ヌクレオチドまたは末端の少なくとも15ヌクレオチドを含む3’端)における翻訳開始部位を含む、ハイブリッド体のヌクレオチド配列を含んでもよい。 Specific regions for site-directed mutagenesis are, for example, the non-core regulatory regions of the pG1 or pG1-x promoter (inside or outside the major regulatory region). However, specific mutants may also be prepared by mutagenesis methods that direct the core regulatory region of the promoter, as long as some sequence identity is maintained, so as to maintain promoter function. More specific areas are outside or inside the main regulatory area. Specifically, the promoter is, for example, a core regulatory region and one or more regions of the pG1 promoter, or an alternative (natural or artificial) promoter, eg, any promoter other than the pG1 promoter, which is a translation of the pG1 promoter. A hybrid comprising a translation initiation site in the 3'side region of the promoter, specifically the 3'end containing at least 10 nucleotides at the end or at least 15 nucleotides at the end, which is a promoter that can be used to replace the start site. It may contain the nucleotide sequence of the body.

具体的な突然変異は、pG1プロモーターの、選択された領域(またはモチーフ)、たとえば、Tモチーフまたは延長型Tモチーフの重複を指す。このような選択されたモチーフは、モチーフの一方もしくは両方の遠位端、またはモチーフ内において、さらなるヌクレオチドにより伸長させてもよく、短縮してもよい。天然pG1配列は、ヌクレオチド「T」に続く、「A」に続く、T15からなる、TATモチーフ(配列番号14)を含む。このようなTATモチーフである、5’−TATTTTTTTTTTTTTTT−3’(配列番号22)は、プロモーター強度に対して、正の効果を及ぼすことが分かっており、これは、TATモチーフを重複させることによりなお増大させてもよく、同じTATモチーフ、または代替的なTモチーフである、少なくともT13モチーフ(配列番号12)を含む、延長型Tモチーフ(たとえば、TATモチーフ)を使用して、TATモチーフの、少なくとも2つ、または3つ、または4つのコピーを挿入することによりなお増大させてもよい。 A specific mutation refers to the duplication of a selected region (or motif) of the pG1 promoter, eg, a T-motif or an extended T-motif. Such selected motifs may be extended or shortened by additional nucleotides at one or both distal ends of the motif, or within the motif. The native pG1 sequence comprises a TAT motif (SEQ ID NO: 14) consisting of T15 following nucleotide "T" followed by "A". Such a TAT motif, 5'-TATTTTTTTTTTTTTTTT-3'(SEQ ID NO: 22), has been found to have a positive effect on promoter strength, which is still possible by duplicating the TAT motif. At least of the TAT motif, using an extended T motif (eg, TAT motif), including the same TAT motif, or an alternative T motif, at least the T13 motif (SEQ ID NO: 12), which may be augmented. It may still be augmented by inserting two, three, or four copies.

本発明はさらに、厳密な条件下で、pG1−xプロモーターとハイブリダイズするヌクレオチド配列も包含する。 The present invention also includes nucleotide sequences that hybridize to the pG1-x promoter under strict conditions.

本発明で使用される「ハイブリダイゼーション」または「ハイブリダイズすること」という用語は、2つの核酸配列が、適切な条件下で、互いと、安定的で特異的な水素結合でアニールして、二本鎖を形成するプロセスを意味することを意図する。2つの相補的な配列または十分に相補的な配列の間のハイブリダイゼーションは、使用される操作条件に依存し、特に、厳密性に依存する。厳密性は、相同性の程度を描示すると理解してもよく、厳密性が高度であるほど、配列の間の相同性パーセントも大きくなる。厳密性は特に、2つの核酸配列の塩基組成により定義してもよく、かつ/またはこれらの2つの核酸配列の間のミスマッチングの程度により定義してもよい。条件、たとえば、塩濃度および温度を変化させることにより、所与の核酸配列を、その正確な相補体だけとハイブリダイズさせてもよく(高度な厳密性)、任意の何らかの類縁配列とハイブリダイズさせてもよい(低度な厳密性)。温度の上昇または塩濃度の低下は、ハイブリダイゼーション反応の選択性を増大させる傾向がありうる。 As used in the present invention, the term "hybridization" or "hybridization" means that two nucleic acid sequences are annealed to each other under appropriate conditions with stable and specific hydrogen bonds. It is intended to mean the process of forming the main chain. Hybridization between two complementary or fully complementary sequences depends on the operating conditions used, and in particular on the rigor. Strictness may be understood to delineate the degree of homology, and the higher the rigor, the greater the percentage of homology between sequences. Rigidity may be defined in particular by the base composition of the two nucleic acid sequences and / or by the degree of mismatch between these two nucleic acid sequences. By varying conditions, eg, salt concentration and temperature, a given nucleic acid sequence may hybridize only with its exact complement (highly rigorous) or with any related sequence. May (low degree of rigor). Increasing temperature or decreasing salt concentration can tend to increase the selectivity of the hybridization reaction.

本発明で使用される「厳密なハイブリダイズ条件下でハイブリダイズすること」という語句は、好ましくは、ある種の厳密性の条件下でハイブリダイズすることを指すと理解される。好ましい態様では、「厳密なハイブリダイズ条件」とは、2つの核酸配列の相同性が、少なくとも70%、好ましくは、少なくとも80%、好ましくは、少なくとも90%である条件、すなわち、このハイブリダイゼーションにおいて得られる二本鎖が、好ましくは、少なくとも70%、好ましくは、少なくとも80%、好ましくは、少なくとも90%のA−T結合およびC−G結合を含む場合に限り、ハイブリダイゼーションが可能となる条件である。 The phrase "hybridizing under strict hybridization conditions" as used in the present invention is understood to preferably refer to hybridizing under certain rigorous conditions. In a preferred embodiment, "strict hybridization conditions" are conditions in which the homology of the two nucleic acid sequences is at least 70%, preferably at least 80%, preferably at least 90%, i.e., in this hybridization. Conditions under which hybridization is possible only if the resulting double strand contains at least 70%, preferably at least 80%, preferably at least 90% AT and CG bonds. Is.

厳密性は、反応パラメータ、たとえば、ハイブリダイゼーション溶液中に存在するイオン性分子種の濃度および種類、変性剤の性質および濃度、ならびに/またはハイブリダイゼーション温度に依存してよい。当業者は、たとえば、Sambrookら(Molecular Cloning:A Laboratory Manual、Cold Spring Harbor、1989)において記載されている通りに、適切な条件を決定することができる。 Rigidity may depend on reaction parameters, such as the concentration and type of ionic molecular species present in the hybridization solution, the nature and concentration of the denaturant, and / or the hybridization temperature. Appropriate conditions can be determined by those skilled in the art, for example, as described in Sambrook et al. (Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor, 1989).

核酸、POI、または他の化合物に関してここで使用される「単離された」または「単離」という用語は、「実質的に純粋な」形態で存在するように、天然で会合する環境から十分に分離された化合物を指すものとする。「単離された」とは、他の化合物もしくは材料との人工もしくは合成の混合物、または根本的な活性に干渉しない不純物、たとえば、不完全な精製に起因して存在しうる不純物の存在の除外を必ずしも意味しない。特に、本発明の単離核酸分子はまた、化学合成された核酸分子を含むことも意味し、特に、メタノール資化酵母(P.pastoris)または他の任意の生物において自然発生しない核酸分子であって、ここで「人工」と称する核酸分子を含むことも意味する。本発明の核酸に関しては、場合によって、「単離核酸」または「単離核酸配列」という用語を使用する。DNAに適用される場合のこの用語は、それが由来する生物の自然発生のゲノム内でじかに隣接する配列から分離されたDNA分子を指す。たとえば、「単離核酸」は、ベクター、たとえば、プラスミドまたはウイルスベクターに挿入されたDNA分子、あるいは原核もしくは真核細胞または宿主生物のゲノムDNAに組み込まれたDNA分子を含んでもよい。「単離核酸」(DNAまたはRNAの何れか)はさらに、生物学的または合成手段により直接作製され、その作製時において存在する他の成分から分離された分子を表してもよい。 The term "isolated" or "isolated" as used herein with respect to nucleic acids, POIs, or other compounds is sufficient from a naturally associated environment to be present in "substantially pure" form. It shall refer to the compound separated into. "Isolated" means the exclusion of the presence of artificial or synthetic mixtures with other compounds or materials, or impurities that do not interfere with the underlying activity, eg, impurities that may be present due to incomplete purification. Does not necessarily mean. In particular, the isolated nucleic acid molecule of the present invention also means that it also comprises a chemically synthesized nucleic acid molecule, in particular a nucleic acid molecule that does not naturally occur in methanol-utilizing yeast (P. pastoris) or any other organism. It also means that a nucleic acid molecule referred to here as "artificial" is included. With respect to the nucleic acids of the invention, the term "isolated nucleic acid" or "isolated nucleic acid sequence" is optionally used. When applied to DNA, the term refers to a DNA molecule that has been isolated from a directly adjacent sequence within the naturally occurring genome of the organism from which it is derived. For example, an "isolated nucleic acid" may include a DNA molecule inserted into a vector, eg, a plasmid or viral vector, or a DNA molecule integrated into the genomic DNA of a prokaryotic or eukaryotic cell or host organism. An "isolated nucleic acid" (either DNA or RNA) may further represent a molecule that is made directly by biological or synthetic means and separated from other components present at the time of its preparation.

ここで使用される「作動可能に連結された」という用語は、単一の核酸分子、たとえば、ベクター上における、ヌクレオチド配列の、1つ以上のヌクレオチド配列の機能が、前記核酸分子上に存在する、少なくとも1つの他のヌクレオチド配列の影響を受けるような態様での会合を指す。たとえば、プロモーターは、そのコード配列の発現を実行することが可能な場合、組換え遺伝子のコード配列と作動可能に連結されている。さらなる例として、シグナルペプチドをコードする核酸は、それが、タンパク質、たとえば、成熟タンパク質の前駆形態または成熟タンパク質を、分泌形態で発現させることが可能な場合、POIをコードする核酸配列に作動可能に連結されている。具体的に、互いに作動可能に連結されるこのような核酸は、じかに、すなわち、シグナルペプチドをコードする核酸とPOIをコードする核酸配列の間にさらなるエレメントまたは核酸配列を伴わずに連結してもよい。 As used herein, the term "operably linked" means that the function of one or more nucleotide sequences of a nucleotide sequence on a single nucleic acid molecule, eg, a vector, is present on said nucleic acid molecule. Refers to an association in a manner that is influenced by at least one other nucleotide sequence. For example, a promoter is operably linked to the coding sequence of a recombinant gene if it is possible to carry out expression of that coding sequence. As a further example, a nucleic acid encoding a signal peptide can act on a nucleic acid sequence encoding a POI if it is capable of expressing a protein, eg, a precursor or mature protein of a mature protein, in a secretory form. It is connected. Specifically, such nucleic acids operably linked to each other may be linked directly, i.e., between the nucleic acid encoding the signal peptide and the nucleic acid sequence encoding the POI, without any additional element or nucleic acid sequence. Good.

プロモーターが、コード配列の転写を制御する場合、プロモーター配列は、典型的に、コード配列に作動可能に連結されていると理解される。プロモーター配列が、コード配列と天然では会合しない場合、その転写は、天然(野生型)細胞内では、プロモーターにより制御されないか、または配列が、異なる連続する配列で組み換えられている。 When a promoter controls transcription of a coding sequence, it is typically understood that the promoter sequence is operably linked to the coding sequence. If the promoter sequence does not naturally associate with the coding sequence, its transcription is not regulated by the promoter in native (wild-type) cells, or the sequence has been recombined with different contiguous sequences.

ここで使用される「対象のタンパク質(POI:protein of interest)」という用語は、宿主細胞内の組換え技術により作製される、ポリペプチドまたはタンパク質を指す。
より具体的に、タンパク質は、宿主細胞内で自然発生でないポリペプチド、すなわち、異種タンパク質であってもよく、あるいは、宿主細胞にとって天然のポリペプチド、すなわち、宿主細胞と同種のタンパク質であってもよいが、たとえば、POIをコードする核酸配列を含有する自己複製型ベクターによる形質転換により、または組込み時における、POIをコードする核酸配列の1コピー以上の、宿主細胞のゲノムへの組換え法により、またはPOIをコードする遺伝子の発現を制御する1つ以上の調節配列、たとえば、プロモーター配列の組換えによる改変により作製される。場合によって、ここで使用されるPOIという用語はまた、組換え発現タンパク質により媒介される、宿主細胞による任意の代謝の産物にも関する。
As used herein, the term "protein of interest (POI)" refers to a polypeptide or protein produced by recombinant techniques in a host cell.
More specifically, the protein may be a polypeptide that is not naturally occurring in the host cell, i.e. a heterologous protein, or a polypeptide that is natural to the host cell, i.e. a protein that is homologous to the host cell. Good, but for example, by transformation with a self-replicating vector containing a POI-encoding nucleic acid sequence, or by recombination of one or more copies of the POI-encoding nucleic acid sequence into the genome of the host cell at the time of integration. , Or by recombination modification of one or more regulatory sequences that control the expression of the gene encoding POI, such as the promoter sequence. In some cases, the term POI as used herein also relates to the product of any metabolism by a host cell mediated by a recombinantly expressed protein.

POIは具体的に、精製形態における、たとえば、実質的に純粋な、細胞培養物から回収してもよい。 The POI may be specifically recovered from a cell culture in purified form, eg, substantially pure.

ここで使用される「実質的に純粋な」または「精製された」という用語は、少なくとも50%(w/w)、好ましくは、少なくとも60%、70%、80%、90%、または95%の化合物、たとえば、核酸分子またはPOIを含む調製物を指すものとする。純度は、化合物に適する方法(たとえば、クロマトグラフィー法、ポリアクリルアミドゲル電気泳動、HPLC解析など)により測定する。 The terms "substantially pure" or "purified" as used herein are at least 50% (w / w), preferably at least 60%, 70%, 80%, 90%, or 95%. A compound of, for example, a nucleic acid molecule or a preparation containing a POI. Purity is measured by a method suitable for the compound (eg, chromatography, polyacrylamide gel electrophoresis, HPLC analysis, etc.).

ここで使用される「組換え」という用語は、「遺伝子操作により調製されることまたはこの結果」を意味するものとする。したがって、「組換え微生物」は、少なくとも1つの「組換え核酸」を含む。組換え微生物は具体的に、発現ベクターもしくはクローニングベクターを含むか、または組換え核酸配列を含有するように遺伝子操作されている。「組換えタンパク質」は、それぞれの組換え核酸を、宿主において発現させることにより作製する。「組換えプロモーター」とは、ここで記載される、機能的に活性なプロモーターとしてのその使用に適する、遺伝子操作された非コードヌクレオチド配列である。 As used herein, the term "recombination" shall mean "prepared by genetic manipulation or a result thereof". Therefore, a "recombinant microorganism" includes at least one "recombinant nucleic acid". Recombinant microorganisms specifically include an expression vector or cloning vector, or are genetically engineered to contain a recombinant nucleic acid sequence. A "recombinant protein" is prepared by expressing each recombinant nucleic acid in a host. A "recombinant promoter" is a genetically engineered non-coding nucleotide sequence described herein that is suitable for its use as a functionally active promoter.

一般に、ここで言及される組換え核酸または生物は、当業者に周知の組換え法により作製してもよい。本発明によれば、当技術分野の範囲内にある、従来の分子生物学、微生物学、および組換えDNAの技法を援用してもよい。このような技法は、文献において十分に説明されている。たとえば、Maniatis、Fritsch、およびSambrook、「Molecular Cloning:A Laboratory Manual」、Cold Spring Harbor(1982)を参照されたい。 In general, the recombinant nucleic acids or organisms referred to herein may be made by recombinant methods well known to those of skill in the art. According to the present invention, conventional molecular biology, microbiology, and recombinant DNA techniques within the art may be incorporated. Such techniques are well described in the literature. See, for example, Maniatis, Fritsch, and Sambrook, "Molecular Cloning: A Laboratory Manual," Cold Spring Harbor (1982).

本発明の好ましい態様によれば、プロモーターおよび関与性の遺伝子を、ベクターまたは発現構築物にライゲーションすることにより、組換え構築物を得る。これらの遺伝子は、このようなベクターまたは発現構築物を使用して、宿主細胞を形質転換することにより、宿主細胞ゲノムに安定的に組み込むことができる。 According to a preferred embodiment of the invention, a recombinant construct is obtained by ligating the promoter and the gene involved into a vector or expression construct. These genes can be stably integrated into the host cell genome by transforming the host cell with such a vector or expression construct.

発現ベクターは、クローニングベクター、改変されたクローニングベクター、および、具体的に、デザインされたプラスミドを含んでもよいがこれらに限定されない。本発明で使用される好ましい発現ベクターは、宿主細胞内の組換え遺伝子の発現に適する任意の発現ベクターであってもよく、宿主生物に応じて選択される。組換え発現ベクターは、宿主ベクターともまた呼ばれる、宿主生物のゲノム内で複製するかまたはこれに組み込むことが可能な任意のベクターであってもよい。 Expression vectors may include, but are not limited to, cloning vectors, modified cloning vectors, and specifically designed plasmids. The preferred expression vector used in the present invention may be any expression vector suitable for expression of the recombinant gene in the host cell, and is selected according to the host organism. The recombinant expression vector may be any vector that can be replicated or integrated into the genome of the host organism, also called the host vector.

適切な発現ベクターは典型的に、真核宿主細胞内で、POIをコードするDNAを発現させるのに適するさらなる調節配列を含む。調節配列の例は、オペレーター、エンハンサー、リボソーム結合性部位、ならびに転写および翻訳の開始および終結を制御する配列を含む。調節配列は、DNA配列に作動可能に連結して、発現させてもよい。 Suitable expression vectors typically contain additional regulatory sequences suitable for expressing the DNA encoding the POI in the eukaryotic host cell. Examples of regulatory sequences include operators, enhancers, ribosome-binding sites, and sequences that control the initiation and termination of transcription and translation. The regulatory sequence may be operably linked to the DNA sequence for expression.

宿主細胞内の組換えヌクレオチド配列の発現を可能とするために、発現ベクターは、本発明に従うプロモーターを、コード配列の5’端に隣接して、たとえば、対象の遺伝子(GOI)またはPOIの分泌を可能とするシグナルペプチド遺伝子の上流にもたらしてもよい。こうして、転写は、このプロモーター配列により、調節され、開始される。 To allow expression of the recombinant nucleotide sequence in the host cell, the expression vector puts a promoter according to the invention adjacent to the 5'end of the coding sequence, eg, secreting the gene of interest (GOI) or POI. May be brought upstream of the signal peptide gene that enables. Transcription is thus regulated and initiated by this promoter sequence.

ここで使用される「シグナルペプチド」という用語は、具体的に、天然シグナルペプチド、異種シグナルペプチド、または天然シグナルペプチドと異種シグナルペプチドのハイブリッド体を指すものとし、具体的に、POIを産生する宿主生物と異種であってもよく、同種であってもよい。シグナルペプチドの機能は、POIが分泌されて、小胞体に入ることを可能とすることである。シグナルペプチドは通例、タンパク質の、細胞膜の外への輸送を方向付け、これにより、異種タンパク質を分離および精製することを容易とする、短い(3〜60アミノ酸長)ペプチド鎖である。一部のシグナルペプチドは、タンパク質が輸送された後で、シグナルペプチダーゼにより、タンパク質から切断される。 As used herein, the term "signal peptide" is used specifically to refer to a natural signal peptide, a heterologous signal peptide, or a hybrid of a natural signal peptide and a heterologous signal peptide, and specifically a host producing a POI. It may be different from the organism or may be the same species. The function of the signal peptide is to allow POI to be secreted into the endoplasmic reticulum. The signal peptide is usually a short (3-60 amino acid long) peptide chain that directs the transport of the protein out of the cell membrane, thereby facilitating the separation and purification of heterologous proteins. Some signal peptides are cleaved from the protein by signal peptidase after the protein has been transported.

例示的なシグナルペプチドは、出芽酵母(S.cerevisiae)アルファ−接合因子プレプロペプチドに由来するシグナル配列、ならびにメタノール資化酵母(P.pastoris)の酸性ホスファターゼ遺伝子(PHO1)および細胞外タンパク質X(EPX1)に由来するシグナルペプチドである(Heissら、2015;WO2014067926A1)。 Exemplary signal peptides include a signal sequence derived from S. cerevisiae alpha-zygote factor prepropeptide, as well as the acid phosphatase gene (PHO1) and extracellular protein X (EPX1) of Saccharomyces cerevisiae (P. pastoris). ) Is a signal peptide (Heiss et al., 2015; WO20140679926A1).

たとえば、関与性の配列の機能を実証するため、調節エレメント(たとえば、pG1−xプロモーター、および、任意に、シグナル配列)のうちの1つ以上を含む発現ベクターを構築して、POIの発現を駆動してもよく、発現収率を、従来の調節エレメントを有する構築物と比較する。多様な異なるPOIを高レベルで作製するために、同定されたヌクレオチド配列は、特異的なヌクレオチドプライマーを使用するPCRにより増幅し、発現ベクターにクローニングし、たとえば、酵母ベクターおよびメタノール資化酵母(P.pastoris)の株を使用して、真核細胞系に形質転換してもよい。ここで記載されるpG1−xプロモーターの、このようにして作製される組換えPOIの量に対する効果を推定するために、真核細胞系を、それぞれの細胞内に、従来のpG1プロモーターまたはpGAPプロモーターを含む株と比較して、振とうフラスコ実験および流加またはケモスタット発酵により培養してもよい。特に、プロモーターの選択は、組換えタンパク質の産生に対して大きな影響を及ぼす。 For example, to demonstrate the function of the sequence of involvement, an expression vector containing one or more of the regulatory elements (eg, the pG1-x promoter and optionally the signal sequence) is constructed to express POI. It may be driven and the expression yield is compared to constructs with conventional regulatory elements. To generate a wide variety of different POIs at high levels, the identified nucleotide sequences are amplified by PCR using specific nucleotide primers and cloned into expression vectors, eg, yeast vectors and methanol-transformed yeast (P). A strain of yeast) may be used to transform into a eukaryotic cell line. To estimate the effect of the pG1-x promoters described herein on the amount of recombinant POI thus produced, eukaryotic cell lines were introduced into each cell with the conventional pG1 or pGAP promoter. May be cultured by shaking flask experiment and fed-batch or promoter fermentation as compared to the strain containing. In particular, promoter selection has a significant effect on the production of recombinant proteins.

POIは、形質転換体を培養することにより、組換え宿主細胞系を使用して作製し、これにより、発現させた産物または代謝物を培養物から単離し、任意に、適切な方法により精製して、適切な培地中で得ることができる。 POIs are made using recombinant host cell lines by culturing transformants, thereby isolating the expressed product or biotransform from the culture and optionally purifying it by a suitable method. Can be obtained in a suitable medium.

本発明に従う形質転換体は、このようなベクターDNA、たとえば、プラスミドDNAを、宿主に導入し、POIまたは宿主細胞代謝物を高収率で発現させる形質転換体を選択することにより得ることができる。宿主細胞を処理して、真核細胞を形質転換するために従来使用された方法、たとえば、電気パルス法、プロトプラスト法、酢酸リチウム法、およびこれらの変法により、それらが、外来DNAを組み込むことを可能とする。メタノール資化酵母(P.pastoris)は、好ましくは、電気穿孔により形質転換する。微生物による組換えDNA断片の取込みのための好ましい形質転換法は、化学的形質転換、電気穿孔、またはプロトプラスト化による形質転換を含む。本発明に従う形質転換体は、このようなベクターDNA、たとえば、プラスミドDNAを、宿主に導入し、関与性のタンパク質または宿主細胞代謝物を高収率で発現させる形質転換体を選択することにより得ることができる。 Transformants according to the present invention can be obtained by introducing such vector DNA, for example, plasmid DNA, into a host and selecting a transformant that expresses POI or a host cell metabolite in high yield. .. By the methods conventionally used to process host cells and transform eukaryotic cells, such as the electric pulse method, protoplast method, lithium acetate method, and modifications thereof, they incorporate foreign DNA. Is possible. Methanol-utilizing yeast (P. pastoris) is preferably transformed by electroporation. Preferred transformation methods for the uptake of recombinant DNA fragments by microorganisms include transformation by chemical transformation, electroporation, or protoplastization. Transformants according to the present invention are obtained by introducing such vector DNA, for example, plasmid DNA, into a host and selecting a transformant that expresses the protein or host cell metabolite involved in high yield. be able to.

本発明の方法に従う、POIを作製するための複数の異なる手法が好ましい。物質は、真核宿主細胞を、関与性のタンパク質および上記で記載した調節エレメントのうちの少なくとも1つをコードする組換えDNAを保有する発現ベクターで形質転換し、形質転換された細胞の培養物を調製し、培養物を増殖させ、転写およびPOIの産生を誘導し、発酵プロセスの産物を回収することにより、発現させ、加工し、任意に、分泌させてもよい。 A number of different methods for making POIs that follow the methods of the invention are preferred. The substance is a culture of transformed cells in which eukaryotic host cells are transformed with an expression vector carrying a protein involved and recombinant DNA encoding at least one of the regulatory elements described above. May be expressed, processed and optionally secreted by preparing, growing the culture, inducing transcription and production of POI, and recovering the product of the fermentation process.

本発明に従う宿主細胞は、好ましくは、その発現能または収率について、以下の試験:ELISA、活性アッセイ、HPLC、または他の適切な試験により調べる。 Host cells according to the invention are preferably examined for their expressiveness or yield by the following tests: ELISA, activity assay, HPLC, or other suitable test.

本発明は、具体的に、パイロットまたは産業スケールの発酵プロセスを可能とする。産業プロセススケールであれば、好ましくは、少なくとも10L、具体的に、少なくとも50L、好ましくは、少なくとも1m3、好ましくは、少なくとも10m3、最も好ましくは、少なくとも100m3の容量を援用するであろう。 The present invention specifically allows for pilot or industrial scale fermentation processes. For industrial process scales, a capacity of at least 10 L, specifically at least 50 L, preferably at least 1 m 3 , preferably at least 10 m 3 , and most preferably at least 100 m 3 will be used.

たとえば、数日間の典型的なプロセス時間を援用する、100L〜10m3以上のリアクター容量による流加培養、または約50〜1000L以上の発酵槽容量中で、約0.02〜0.15h-1の希釈速度を伴う連続プロセスを指す、産業スケールでの作製条件が好ましい。 For example, about 0.02 to 0.15 h -1 in fed-batch culture with a reactor capacity of 100 L to 10 m 3 or more, or fermenter capacity of about 50 to 1000 L or more, with the aid of typical process times of several days. Industrial scale production conditions, which refer to a continuous process with a dilution rate of.

適切な培養法は、回分期で始め、大きな比増殖速度における短い指数的流加期を後続させ、小さな比増殖速度における流加期をさらに後続させた、バイオリアクター内の培養を包含してもよい。別の適切な培養法は、回分期に続いて、小さな希釈速度における連続培養相を包含してもよい。 Suitable culture methods may include in-bioreactor cultures starting with a batch phase, followed by a short exponential fed-batch period at a large specific growth rate, followed by a fed-batch period at a small specific growth rate. Good. Another suitable culture method may include a continuous culture phase at a small dilution rate following the batch period.

好ましい態様は、バイオマスをもたらす回分培養に後続させて、高収率のPOI産生のための流加培養を含む。 A preferred embodiment comprises fed-batch culture for high yield POI production following batch cultures that result in biomass.

ここで記載される宿主細胞系を、増殖条件下のバイオリアクター内で培養して、1L当たり少なくとも1gの細胞乾燥重量、より好ましくは、1L当たり少なくとも10gの細胞乾燥重量、好ましくは、1L当たり少なくとも20gの細胞乾燥重量の細胞密度を得ることが好ましい。バイオマス作製のこのような収率を、パイロットまたは産業スケールでもたらすと有利である。 The host cell lines described herein are cultured in a bioreactor under proliferation conditions to a dry weight of at least 1 g of cells per liter, more preferably at least 10 g of dry weight of cells per liter, preferably at least per liter. It is preferable to obtain a cell density of 20 g of dry cell weight. It is advantageous to bring such yields of biomass production on a pilot or industrial scale.

バイオマスの蓄積を可能とする増殖培地、具体的に、基本増殖培地は、典型的に、炭素供給源、窒素供給源、硫黄のための供給源、およびリン酸のための供給源を含む。典型的に、このような培地はさらに、微量元素およびビタミンを含み、アミノ酸、ペプトン、または酵母抽出物をさらに含んでもよい。 Growth media that allow the accumulation of biomass, specifically basal growth media, typically include a carbon source, a nitrogen source, a source for sulfur, and a source for phosphoric acid. Typically, such media further contains trace elements and vitamins and may further contain amino acids, peptones, or yeast extracts.

好ましい窒素供給源は、NH42PO4、またはNH3もしくは(NH4)2SO4を含む。 Preferred nitrogen sources include NH 4 H 2 PO 4 , or NH 3 or (NH 4) 2 SO 4 .

好ましい硫黄供給源は、MgSO4、または(NH4)2SO4もしくはK2SO4を含む。 Preferred sulfur sources include sulfonyl 4 , or (NH4) 2 SO 4 or K 2 SO 4 .

好ましいリン酸供給源は、NH42PO4、またはH3PO4もしくはNaH2PO4、KH2PO4、Na2HPO4もしくはK2HPO4を含む。 Preferred phosphate sources include NH 4 H 2 PO 4 , or H 3 PO 4 or Na H 2 PO 4 , KH 2 PO 4 , Na 2 HPO 4 or K 2 HPO 4 .

さらなる典型的な培地成分は、KCl、CaCl2、および微量元素、たとえば、Fe、Co、Cu、Ni、Zn、Mo、Mn、I、Bを含む。 Further typical medium components include KCl, CaCl 2 , and trace elements such as Fe, Co, Cu, Ni, Zn, Mo, Mn, I, B.

好ましくは、培地に、ビタミンB7を補充する。 Preferably, the medium is supplemented with vitamin B 7.

メタノール資化酵母(P.pastoris)のための典型的な増殖培地は、グリセロール、ソルビトール、またはグルコース、NH42PO4、MgSO4、KCl、CaCl2、ビオチン、および微量元素を含む。 A typical growth medium for methanol-utilizing yeast (P. pastoris) contains glycerol, sorbitol, or glucose, NH 4 H 2 PO 4 , sulfonyl 4 , KCl, CaCl 2 , biotin, and trace elements.

産生期において、産生培地は具体的に、制限量の補充炭素供給源だけを伴って使用する。 During the production phase, the production medium is specifically used with only a limiting amount of supplemental carbon source.

好ましくは、宿主細胞系を、適切な炭素供給源を伴う無機培地中で培養し、これにより、単離プロセスをさらに著明に単純化する。好ましい無機培地の例は、活用可能な炭素供給源(たとえば、グルコース、グリセロール、ソルビトール、またはメタノール)、多量元素を含有する塩(カリウム、マグネシウム、カルシウム、アンモニウム、塩化物、硫酸、リン酸)、および微量元素を含有する塩(銅、ヨウ化物、マンガン、モリブデン酸、コバルト、亜鉛、および鉄塩、およびホウ酸)、ならびに、任意に、たとえば、栄養要求性を補完するビタミンまたはアミノ酸を含有する無機培地である。 Preferably, the host cell line is cultured in an inorganic medium with a suitable carbon source, which further significantly simplifies the isolation process. Examples of preferred inorganic media are available carbon sources (eg glucose, glycerol, sorbitol, or methanol), salts containing large elements (potassium, magnesium, calcium, ammonium, chlorides, sulfuric acid, phosphoric acid). And salts containing trace elements (copper, iodide, manganese, molybdic acid, cobalt, zinc, and iron salts, and boric acid) and optionally, for example, vitamins or amino acids that complement nutritional requirements. It is an inorganic medium.

具体的に、細胞は、発現系および発現させるタンパク質の性質、たとえば、タンパク質をシグナルペプチドに融合させているのかどうか、およびタンパク質が可溶性であるのか、膜結合型であるのかに応じて、細胞または培養培地から精製されうる所望のPOIの発現を実行するのに適する条件下で培養する。当業者により理解される通り、培養条件は、宿主細胞の種類および援用される特定の発現ベクターを含む因子に従い変化するであろう。 Specifically, the cell or cell depends on the nature of the expression system and the protein being expressed, eg, whether the protein is fused to a signal peptide, and whether the protein is soluble or membrane-bound. Incubate under conditions suitable to carry out the expression of the desired POI that can be purified from the culture medium. As will be appreciated by those skilled in the art, culture conditions will vary depending on the type of host cell and factors including the particular expression vector used.

典型的な産生培地は、補充炭素供給源、ならびにさらなるNH42PO4、MgSO4、KCl、CaCl2、ビオチン、および微量元素を含む。 A typical production medium contains a supplemental carbon source, as well as additional NH 4 H 2 PO 4 , sulfonyl 4 , KCl, CaCl 2 , biotin, and trace elements.

たとえば、発酵物に添加される補充炭素供給源のフィードは、最大で50重量%の活用可能な糖を伴う炭素供給源を含んでもよい。補充培地のフィード速度が小さければ、産物または副産物による、細胞の増殖に対する阻害効果が制限され、したがって、基質の供給に基づく高産物収率が可能となるであろう。 For example, the feed of supplemental carbon sources added to the fermented product may include carbon sources with up to 50% by weight of available sugar. A low feed rate of the replacement medium will limit the inhibitory effect of the product or by-product on cell proliferation, thus allowing high product yields based on substrate supply.

発酵は、好ましくは、3〜7.5の範囲のpHで実行する。 Fermentation is preferably carried out at a pH in the range of 3 to 7.5.

典型的な発酵時間は、温度を20℃〜35℃、好ましくは22〜30℃の範囲内として、約24〜120時間である。 A typical fermentation time is about 24 to 120 hours, with the temperature in the range of 20 ° C to 35 ° C, preferably 22 to 30 ° C.

POIは、好ましくは、少なくとも1mg/L、好ましくは、少なくとも10mg/L、好ましくは、少なくとも100mg/L、最も好ましくは、少なくとも1g/Lの収率をもたらす条件を援用して発現させる。 POI is preferably expressed with the aid of conditions that result in yields of at least 1 mg / L, preferably at least 10 mg / L, preferably at least 100 mg / L, and most preferably at least 1 g / L.

ここで開示される方法は、POIの発現を、好ましくは、分泌形態で、あるいは、細胞内産物として可能とする条件下で、前記組換え宿主細胞を培養することをさらに含んでもよいことが理解される。次いで、組換えにより作製されたPOIまたは宿主細胞代謝物は、細胞培養培地から単離し、当業者に周知の技法によりさらに精製することができる。 It is understood that the methods disclosed herein may further comprise culturing the recombinant host cells, preferably under conditions that allow expression of POI in secretory form or as an intracellular product. Will be done. The POI or host cell metabolite produced by recombination can then be isolated from cell culture medium and further purified by techniques well known to those of skill in the art.

本発明に従い作製されたPOIは、典型的に、所望のPOIの濃度の上昇および/または少なくとも1つの不純物の濃度の低下を含む、最新の技法を使用して単離および精製することができる。 POIs made according to the present invention can typically be isolated and purified using modern techniques, including increasing the concentration of the desired POI and / or decreasing the concentration of at least one impurity.

POIが、細胞から分泌される場合、POIは、最新の技法を使用して、培養培地から単離および精製することができる。組換え発現産物の、宿主細胞からの分泌は一般に、産物を、酵母細胞を破壊して、細胞内タンパク質を放出させる結果として生じるタンパク質の複雑な混合物からではなく、培養物上清から回収するので、精製プロセスを容易とすることを含む理由で有利である。 If the POI is secreted from the cells, the POI can be isolated and purified from the culture medium using modern techniques. Secretion of the recombinant expression product from the host cell is generally because the product is recovered from the culture supernatant rather than from the complex mixture of proteins resulting from the destruction of yeast cells and the release of intracellular proteins. It is advantageous for reasons including facilitating the purification process.

所望のPOIを含有する細胞抽出物であって、POIがそこから単離および精製される細胞抽出物を得るのにはまた、培養された形質転換細胞を、超音波により破断させてもよく、機械的、酵素的、または化学的に破断させてもよい。 To obtain a cell extract containing the desired POI, from which the POI is isolated and purified, the cultured transformed cells may also be ultrasonically disrupted. It may be broken mechanically, enzymatically, or chemically.

組換えポリペプチドまたはタンパク質産物を得るための単離および精製法として、方法、たとえば、可溶性の差違を活用する方法、たとえば、塩析および溶媒沈殿、分子量の差違を活用する方法、たとえば、限外濾過およびゲル電気泳動、電荷の差違を活用する方法、たとえば、イオン交換クロマトグラフィー、特異的アフィニティーを活用する方法、たとえば、アフィニティークロマトグラフィー、疎水性の差違を活用する方法、たとえば、逆相高速液体クロマトグラフィー、ならびに等電点の差違を活用する方法、たとえば、等電点電気泳動を使用してもよい。 As isolation and purification methods for obtaining recombinant polypeptide or protein products, methods such as utilizing soluble differences, such as salting out and solvent precipitation, methods utilizing molecular weight differences, eg, limiting. Filtering and gel electrophoresis, methods that utilize charge differences, such as ion exchange chromatography, methods that utilize specific affinity, such as affinity chromatography, methods that utilize hydrophobic differences, such as reversed-phase high performance liquids. Chromatography and methods that take advantage of isoelectric focusing, such as isoelectric focusing, may be used.

高度に精製された産物は、夾雑タンパク質を本質的に含まず、好ましくは、少なくとも90%、より好ましくは、少なくとも95%、なおまたは、少なくとも98%、最大で100%の純度を有する。精製産物は、細胞培養物上清の精製により得てもよく、あるいは、細胞破砕物から得てもよい。 The highly purified product is essentially free of contaminating proteins and preferably has a purity of at least 90%, more preferably at least 95%, and / or at least 98%, up to 100%. The purified product may be obtained by purifying the cell culture supernatant, or may be obtained from a cell disruption product.

単離および精製法としては、以下の標準的な方法:細胞破壊(POIが細胞内で得られる場合)、精密濾過または接線流濾過(TFF)または遠心分離による細胞(破砕物)の分離および洗浄、沈殿または加熱処理によるPOIの精製、酵素的消化によるPOIの活性化、クロマトグラフィーによるPOIの精製、たとえば、イオン交換(IEX)、疎水性相互作用クロマトグラフィー(HIC)、アフィニティークロマトグラフィー、サイズ除外(SEC)またはHPLCクロマトグラフィー、限外濾過プロセスを介する濃縮および洗浄によるPOIの沈殿が好ましい。 Isolation and purification methods include the following standard methods: cell disruption (when POI is obtained intracellularly), precision filtration or tangential flow filtration (TFF), or separation and washing of cells (crushed material) by centrifugation. Purification of POI by precipitation or heat treatment, activation of POI by enzymatic digestion, purification of POI by chromatography, eg ion exchange (IEX), hydrophobic interaction chromatography (HIC), affinity chromatography, size exclusion Precipitation of POI by (SEC) or HPLC chromatography, concentration and washing via an ultrafiltration process is preferred.

単離および精製されたPOIは、従来の方法、たとえば、ウェスタンブロット、HPLC、活性アッセイ、またはELISAにより同定することができる。 The isolated and purified POI can be identified by conventional methods such as Western blot, HPLC, activity assay, or ELISA.

POIは、任意の真核生物、原核生物、または合成ポリペプチドでありうる。POIは、分泌タンパク質の場合もあり、細胞内タンパク質の場合もある。本発明はまた、自然発生のタンパク質の機能的な相同体、機能的な同等変異体、誘導体、および生物学的に活性な断片の組換えによる作製も提供する。機能的な相同体は、好ましくは、配列の機能的な特徴と同一であるか、またはこれに対応し、これを有する。 The POI can be any eukaryote, prokaryote, or synthetic polypeptide. The POI may be a secretory protein or an intracellular protein. The invention also provides recombinant production of functional homologues, functional equivalent variants, derivatives, and biologically active fragments of naturally occurring proteins. The functional homologue preferably has, or corresponds to, the functional features of the sequence.

ここで言及されるPOIは、好ましくは、治療的、予防的、診断的、解析的、または産業的使用のための、真核宿主細胞と同種の産物であってもよく、異種の産物であってもよい。 The POIs referred to herein are preferably homologous or heterologous products to eukaryotic host cells for therapeutic, prophylactic, diagnostic, analytical, or industrial use. You may.

POIは、好ましくは、真核細胞、好ましくは、酵母細胞内で、好ましくは、分泌タンパク質として産生される、異種組換えポリペプチドまたはタンパク質である。好ましく作製されたタンパク質の例は、免疫グロブリン、免疫グロブリン断片、アプロチニン、組織因子経路阻害剤、もしくは他のプロテアーゼ阻害剤、およびインスリンもしくはインスリン前駆体、インスリン類似体、成長ホルモン、インターロイキン、組織プラスミノーゲン活性化因子、形質転換増殖因子aもしくはb、グルカゴン、グルカゴン様ペプチド1(GLP−1)、グルカゴン様ペプチド2(GLP−2)、GRPP、因子VII、因子VIII、因子XIII、血小板由来増殖因子1、血清アルブミン、酵素、たとえば、リパーゼもしくはプロテアーゼ、または天然タンパク質と同様の機能を有する、機能的な相同体、機能的な同等変異体、誘導体、および生物学的に活性な断片である。POIは、天然タンパク質と構造的に同様であってもよく、天然タンパク質のCおよびN末端の一方もしくは両方または側鎖への、1つ以上のアミノ酸の付加、天然アミノ酸配列内の1つもしくは多数の異なる部位における、1つ以上のアミノ酸の置換、天然タンパク質の一端もしくは両端、またはアミノ酸配列内の1つもしくは複数の部位における、1つ以上のアミノ酸の欠失、あるいは天然アミノ酸配列内の1つ以上の部位における、1つ以上のアミノ酸の挿入により、天然タンパク質から導出してもよい。このような改変は、上述されたタンパク質のうちの複数について周知である。 The POI is preferably a heterologous recombinant polypeptide or protein produced in eukaryotic cells, preferably yeast cells, preferably as a secreted protein. Examples of preferably made proteins are immunoglobulins, immunoglobulin fragments, aprotinins, tissue factor pathway inhibitors, or other protease inhibitors, and insulin or insulin precursors, insulin analogs, growth hormones, interleukins, tissue plus. Minogen activator, transformative growth factor a or b, glucagon, glucagon-like peptide 1 (GLP-1), glucagon-like peptide 2 (GLP-2), GRPP, factor VII, factor VIII, factor XIII, platelet-derived growth Factor 1, serum albumin, enzymes, such as lipases or proteases, or functional homologues, functional equivalent variants, derivatives, and biologically active fragments that have similar functions to native proteins. The POI may be structurally similar to the natural protein, with the addition of one or more amino acids to one or both or side chains of the C and N ends of the natural protein, one or more in the natural amino acid sequence. Substitution of one or more amino acids at different sites, deletion of one or more amino acids at one or both ends of a natural protein, or at one or more sites within an amino acid sequence, or one within a natural amino acid sequence It may be derived from a natural protein by inserting one or more amino acids at the above sites. Such modifications are well known for some of the proteins mentioned above.

POIはまた、宿主細胞内の生化学反応をもたらす、基質、酵素、阻害剤、または共因子からも選択することができ、これは、前記生化学反応または複数の反応のカスケードの生成物を得ること、たとえば、宿主細胞の代謝物を得ることを目的とする。例示的な生成物は、本発明に従う組換えタンパク質またはPOIの発現の後で、収率を増大させて得ることができる、ビタミン、たとえば、リボフラビン、有機酸、およびアルコールでありうる。 The POI can also be selected from substrates, enzymes, inhibitors, or cofactors that result in a biochemical reaction within the host cell, which yields the product of the biochemical reaction or cascade of multiple reactions. That is, for example, the purpose is to obtain metabolites of host cells. Exemplary products can be vitamins such as riboflavin, organic acids, and alcohols, which can be obtained in increased yield after expression of a recombinant protein or POI according to the invention.

一般に、組換え産物を発現させる宿主細胞は、組換えによるPOIの発現に適する、任意の真核細胞でありうる。 In general, the host cell expressing the recombinant product can be any eukaryotic cell suitable for recombinant POI expression.

好ましい哺乳動物細胞の例は、BHK、CHO(CHO−DG44、CHO−DUXB11、CHO−DUKX、CHO−K1、CHOK1SV、CHO−S)、HeLa、HEK293、MDCK、NIH3T3、NS0、PER.C6、SP2/0、およびVERO細胞である。 Examples of preferred mammalian cells include BHK, CHO (CHO-DG44, CHO-DUXB11, CHO-DUKX, CHO-K1, CHOK1SV, CHO-S), HeLa, HEK293, MDCK, NIH3T3, NS0, PER. C6, SP2 / 0, and VERO cells.

本発明に従い宿主細胞として使用される、好ましい酵母細胞の例は、サッカロミセス(Saccharomyces)属(たとえば、出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae))、ピキア(Pichia)属(たとえば、メタノール資化酵母(P.pastoris)、またはP.メタノリカ(P.methanolica))、コマガタエラ(Komagataella)属(K.パストリス(K.pastoris)、K.シュードパストリス(K.pseudopastoris)、またはK.ファフィイ(K.phaffii))、ハンセヌラ・ポリモルファ(Hansenula polymorpha)、ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)、シェフェルソマイセス・スティピティス(Scheffersomyces stipitis(Schefferomyces stipitis))、またはクルイベロマイセス・ラクティス(Kluyveromyces lactis)を含むがこれらに限定されない。 Examples of preferred yeast cells used as host cells according to the present invention are Saccharomyces (eg, Saccharomyces cerevisiae), Pichia (eg, P. pastoris). , Or P. methanolica), Komagataella (K. pastoris), K. pseudopastoris, or K. phaffii, Hansenula. -Hansenula polymorpha, Yarrowia lipolytica, Saccharomyces stypitis (Schefferomyces stipitis), or Kluyberomyces lactis (Schefferomyces stipitis), or Kluyberomyces lactis.

最近の文献では、メタノール資化酵母(Pichia pastoris)を、コマガタエラ・パストリス(Komagataella pastoris)、コマガタエラ・ファフィイ(Komagataella phaffii)、およびコマガタエラ・シュードパストリス(Komagataella pseudopastoris)に分け、命名し直している。ここでは、メタノール資化酵母(Pichia pastoris)を、コマガタエラ・パストリス(Komagataella pastoris)、コマガタエラ・ファフィイ(Komagataella phaffii)、およびコマガタエラ・シュードパストリス(Komagataella pseudopastoris)の全てについて、同義に使用する。 In recent literature, methanol-utilizing yeast (Pichia pastoris) has been divided into Komagataella pastoris, Komagataella pastoris, and Komagataella pseudopastoris, and Komagataela pseudopastoris. Here, methanol-utilizing yeast (Pichia pastoris) is used for Komagataela pastoris, Komagataela paffii, and Komagataela pseudopastoris for Komagataela pastori.

好ましい酵母宿主細胞は、メチロトロープ酵母、たとえば、ピキア(Pichia)属またはコマガタエラ(Komagataella)属、たとえば、メタノール資化酵母(Pichia pastoris)、またはコマガタエラ・パストリス(Komagataella pastoris)、もしくはK.ファフィイ(K.phaffii)、もしくはK.シュードパストリス(K.pseudopastoris)から導出される。宿主の例は、酵母、たとえば、メタノール資化酵母(P.pastoris)を含む。メタノール資化酵母(P.pastoris)株の例は、CBS 704(=NRRL Y−1603=DSMZ 70382)、CBS 2612(=NRRL Y−7556)、CBS 7435(=NRRL Y−11430)、CBS 9173〜9189(CBS株:CBS−KNAW Fungal Biodiversity Centre、Centraalbureau voor Schimmelcultures、Utrecht、The Netherlands)、およびDSMZ 70877(German
Collection of Microorganisms and Cell Cultures)を含むが、また、Invitrogen製の株、たとえば、X−33、GS115、KM71、およびSMD1168も含む。出芽酵母(S.cerevisiae)株の例は、W303、CEN.PK、およびBYシリーズ(EUROSCARF collection)を含む。上記で記載した株の全ては、使用されて、形質転換体を作製し、異種遺伝子を発現させることに成功している。
Preferred yeast host cells are methylotrope yeast, such as Pichia or Komagataella, such as methanol-utilizing yeast (Pichia pastoris), or Komagataela pastoris, or K. K. phaffii, or K. Derived from K. pseudopastoris. Examples of hosts include yeast, such as methanol-utilizing yeast (P. pastoris). Examples of methanol-utilizing yeast (P. pastoris) strains are CBS 704 (= NRRL Y-1603 = DSMZ 70382), CBS 2612 (= NRRL Y-7556), CBS 7435 (= NRRL Y-11430), CBS 9173 to 9189 (CBS strain: CBS-KNAW Fundamental Biodiversity Center, Centraal bureau voor Schemacultures, Utrecht, The Netherlands), and DSMZ 70877 (German).
Collection of Microorganisms and Cell Cultures), but also includes strains from Invitrogen, such as X-33, GS115, KM71, and SMD1168. Examples of S. cerevisiae strains include W303, CEN. Includes PK and BY series (EUROSCARF collection). All of the strains listed above have been used to create transformants and successfully express heterologous genes.

本発明に従う、好ましい酵母宿主細胞、たとえば、メタノール資化酵母(P.pastoris)または出芽酵母(S.cerevisiae)による宿主細胞は、産生宿主と異なるメタノール資化酵母(P.pastoris)または出芽酵母(S.cerevisiae)株から導出してもよい、異種または組換えプロモーター配列を含有する。別の具体的な態様では、本発明に従う宿主細胞は、宿主細胞としての同じ属、種、または株に由来するプロモーターを含む、本発明に従う組換え発現構築物を含む。 A preferred yeast host cell according to the present invention, for example, a host cell produced by P. pastoris or S. cerevisiae, is a yeast that is different from the production host, such as P. pastoris or Saccharomyces cerevisiae. It contains a heterologous or recombinant promoter sequence that may be derived from the S. cerevisiae strain. In another specific embodiment, a host cell according to the invention comprises a recombinant expression construct according to the invention, comprising a promoter derived from the same genus, species, or strain as the host cell.

本発明によれば、POIをコードするヌクレオチド配列に作動可能に連結された、ここで記載されるpG1−xプロモーター配列を含む、メタノール資化酵母(P.pastoris)による宿主細胞系をもたらすことが好ましい。 According to the present invention, it is possible to provide a host cell line by methanol-utilizing yeast (P. pastoris) containing the pG1-x promoter sequence described herein operably linked to a nucleotide sequence encoding POI. preferable.

POIが、宿主細胞と同種のタンパク質、すなわち、宿主細胞内で自然発生のタンパク質である場合、宿主細胞内のPOIの発現は、その天然プロモーター配列の、本発明に従うプロモーター配列との交換によりモジュレートしてもよい。 When the POI is a protein of the same species as the host cell, i.e., a naturally occurring protein in the host cell, expression of the POI in the host cell is modulated by exchanging its native promoter sequence with a promoter sequence according to the invention. You may.

この目的は、たとえば、宿主細胞を、部位特異的組換えを可能とする標的遺伝子の相同な配列、プロモーター配列、および宿主細胞に適する選択マーカーを含む組換えDNA分子で形質転換することにより達成してもよい。部位特異的組換えは、プロモーター配列を、POIをコードするヌクレオチド配列と作動可能に連結するために施すものとする。これは、天然プロモーター配列の代わりに、本発明に従うプロモーター配列によるPOIの発現を結果としてもたらす。 This objective is achieved, for example, by transforming a host cell with a recombinant DNA molecule that contains a homologous sequence of target genes that allows site-specific recombination, a promoter sequence, and a selectable marker suitable for the host cell. You may. Site-specific recombination shall be performed to operably link the promoter sequence to the nucleotide sequence encoding the POI. This results in the expression of POI by the promoter sequence according to the invention instead of the native promoter sequence.

具体的に、pG1−xプロモーターは、プロモーター活性を、POIの天然プロモーター配列に照らして増大させていることが好ましい。 Specifically, the pG1-x promoter preferably increases the promoter activity in the light of the POI's native promoter sequence.

具体的な態様によれば、POI産生法では、POIをコードする組換えヌクレオチド配列であって、宿主細胞のゲノムへの組込みに適するプラスミドにおいて、細胞1個当たり単一コピーまたは複数コピーでもたらされる組換えヌクレオチド配列を援用する。POIをコードする組換えヌクレオチド配列はまた、自己複製型プラスミドによっても、細胞1個当たり単一コピーまたは複数コピーでもたらされる。 According to a specific embodiment, in the POI production method, a recombinant nucleotide sequence encoding POI, which is a plasmid suitable for integration into the genome of a host cell, is provided in a single copy or multiple copies per cell. Incorporate recombinant nucleotide sequences. The recombinant nucleotide sequence encoding the POI is also provided by a self-replicating plasmid in a single copy or multiple copies per cell.

ここで記載される好ましい方法は、真核生物発現ベクター、好ましくは、酵母発現ベクターであるプラスミドを援用する。発現ベクターは、クローニングベクター、改変されたクローニングベクター、および、具体的に、デザインされたプラスミドを含んでもよいがこれらに限定されない。本発明で使用される好ましい発現ベクターは、宿主細胞内の組換え遺伝子の発現に適する任意の発現ベクターであってもよく、宿主生物に応じて選択される。組換え発現ベクターは、宿主ベクターともまた呼ばれる、宿主生物のゲノム内で複製するかまたはこれに組み込むことが可能な任意のベクター、たとえば、本発明に従うDNA構築物を保有する酵母ベクターであってもよい。好ましい酵母発現ベクターは、ハンセヌラ(Hansenula)属、ピキア(Pichia)属、カンジダ(Candida)属、およびトルロプシス(Torulopsis)属により代表されるメチロトロープ酵母からなる群から選択される酵母内の発現のための発現ベクターである。 The preferred method described herein employs a plasmid that is a eukaryotic expression vector, preferably a yeast expression vector. Expression vectors may include, but are not limited to, cloning vectors, modified cloning vectors, and specifically designed plasmids. The preferred expression vector used in the present invention may be any expression vector suitable for expression of the recombinant gene in the host cell, and is selected according to the host organism. The recombinant expression vector may be any vector, also called a host vector, that can replicate or integrate within the genome of the host organism, eg, a yeast vector carrying a DNA construct according to the invention. .. Preferred yeast expression vectors are for expression in yeast selected from the group consisting of methylotrophic yeasts represented by the genus Hansenula, Pichia, Candida, and Torulopsis. It is an expression vector.

本発明では、pPICZ、pGAPZ、pPIC9、pPICZアルファ、pGAPZアルファ、pPIC9K、pGAPHis、またはpPUZZLEから導出されたプラスミドを、ベクターとして使用することが好ましい。 In the present invention, it is preferable to use a plasmid derived from pPICZ, pGAPZ, pPIC9, pPICZ alpha, pGAPZ alpha, pPIC9K, pGAPHis, or pPUZZLE as a vector.

本発明の好ましい態様によれば、関与性の遺伝子を、ベクターにライゲーションすることにより、組換え構築物を得る。このようなベクターを使用して、宿主細胞を形質転換することにより、これらの遺伝子を、宿主細胞ゲノムに安定的に組み込むことができる。遺伝子によりコードされるポリペプチドは、形質転換体を培養することにより、組換え宿主細胞系を使用して作製し、これにより、発現させたPOIを培養物から単離し、発現させた産物に適する方法、特に、POIを夾雑タンパク質から分離する方法により精製して、適切な培地中で得ることができる。 According to a preferred embodiment of the invention, the gene involved is ligated into a vector to give a recombinant construct. By transforming a host cell using such a vector, these genes can be stably integrated into the host cell genome. The gene-encoded polypeptide is made using a recombinant host cell line by culturing the transformant, thereby making the expressed POI isolated from the culture and suitable for the expressed product. Purification can be obtained by method, in particular by the method of separating POI from contaminating proteins, in a suitable medium.

発現ベクターは、1つ以上の表現型選択マーカー、たとえば、抗生剤耐性を付与するか、または独立栄養要件を課するタンパク質をコードする遺伝子を含んでもよい。酵母ベクターは一般に、酵母プラスミドに由来する複製起点、自己複製型配列(ARS)、あるいは、宿主ゲノムへの組込みのために使用される配列、プロモーター領域、ポリアデニル化のための配列、転写終結のための配列、および選択マーカーを含有する。 The expression vector may contain one or more phenotypic selectable markers, such as genes encoding proteins that confer antibiotic resistance or impose autotrophic requirements. Yeast vectors are generally origins of replication derived from yeast plasmids, self-replicating sequences (ARS), or sequences used for integration into the host genome, promoter regions, sequences for polyadenylation, for transcription termination. Contains the sequence of, and a selection marker.

DNA配列および調節エレメント、たとえば、pG1−xプロモーター、ならびにPOIをコードする遺伝子、プロモーター、およびターミネーターのそれぞれをライゲーションし、それらを、組込みまたは宿主の複製に必要な情報を含有する適切なベクターに挿入するのに使用される手順は、当業者に周知であり、たとえば、J.Sambrookら(A Laboratory Manual、Cold Spring Harbor、1989)により記載されている。 Ligate each of the DNA sequence and regulatory elements, such as the pG1-x promoter, and the gene, promoter, and terminator encoding the POI, and insert them into the appropriate vector containing the information required for integration or host replication. The procedure used to do so is well known to those of skill in the art, eg, J. Mol. Described by Sambrook et al. (A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor, 1989).

本発明に従う調節エレメント、および/またはPOIを、組込み標的として使用するベクターは、調節エレメントおよび/またはPOIをコードするDNA配列の全体を含有するDNA構築物をまず調製し、次いで、この断片を、適切な発現ベクターに挿入することにより構築してもよく、個々のエレメントについての遺伝子情報を含有するDNA断片を逐次的に挿入した後でライゲーションすることにより構築してもよいことが理解されるであろう。 Vectors that use regulatory elements and / or POIs according to the invention as integration targets first prepare a DNA construct containing the entire regulatory element and / or POI-encoding DNA sequence, and then this fragment is suitable. It is understood that it may be constructed by inserting it into an expression vector, or it may be constructed by sequentially inserting a DNA fragment containing genetic information about an individual element and then ligating it. Let's do it.

また、マルチクローニング部位を有するベクターであり、所望の異種遺伝子を、マルチクローニング部位に組み込んで、発現ベクターをもたらしうる、マルチクローニングベクターも、本発明に従い使用することができる。発現ベクター内で、プロモーターは、POIの遺伝子の上流に配置され、遺伝子の発現を調節する。マルチクローニングベクターの場合、POIの遺伝子を、マルチクローニング部位に導入するため、プロモーターは、マルチクローニング部位の上流に配置される。 A multicloning vector that has a multicloning site and can incorporate a desired heterologous gene into the multicloning site to result in an expression vector can also be used in accordance with the present invention. Within the expression vector, the promoter is located upstream of the POI gene and regulates gene expression. In the case of a multicloning vector, the promoter is located upstream of the multicloning site in order to introduce the POI gene into the multicloning site.

本発明に従う組換え宿主細胞を得るために準備されるDNA構築物は、確立された標準的な方法、たとえば、ホスホルアミダイト法を介して、合成により調製してもよい。DNA構築物はまた、たとえば、ゲノムまたはcDNAライブラリーを調製し、標準的な技法(Sambrookら、Molecular Cloning:A Laboratory Manual、Cold Spring Harbor、1989)に従い、合成のオリゴヌクレオチドプローブを使用する、ハイブリダイゼーションにより、本発明のポリペプチドの全部または一部をコードするDNA配列についてスクリーニングすることにより得られた、ゲノム由来のDNA構築物であってもよく、cDNA由来のDNA構築物であってもよい。最後に、DNA構築物は、必要に応じて、合成由来の断片、ゲノム由来の断片、またはcDNA由来の断片であって、DNA構築物の全体の多様な部分に対応する断片を、標準的な技法に従いアニールすることにより調製された、合成由来のDNA構築物とゲノム由来のDNA構築物を混合したDNA構築物であってもよく、合成由来のDNA構築物とcDNA由来のDNA構築物を混合したDNA構築物であってもよく、ゲノム由来のDNA構築物とcDNA由来のDNA構築物を混合したDNA構築物であってもよい。 The DNA constructs prepared to obtain recombinant host cells according to the invention may be prepared synthetically via established standard methods, such as the phosphoramidite method. DNA constructs also prepare, for example, genomes or cDNA libraries and hybridize using synthetic oligonucleotide probes according to standard techniques (Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor, 1989). This may be a genome-derived DNA construct or a cDNA-derived DNA construct obtained by screening for a DNA sequence encoding all or part of the polypeptide of the present invention. Finally, the DNA construct is optionally a fragment derived from synthesis, a fragment derived from the genome, or a fragment derived from cDNA, which corresponds to various parts of the entire DNA construct according to standard techniques. It may be a DNA construct that is a mixture of a synthetic DNA construct and a genome-derived DNA construct prepared by annealing, or it may be a DNA construct that is a mixture of a synthetic-derived DNA construct and a cDNA-derived DNA construct. It may be a DNA construct that is a mixture of a DNA construct derived from a genome and a DNA construct derived from cDNA.

別の好ましい態様では、酵母発現ベクターは、たとえば、相同組換えにより、酵母ゲノム内に安定的に組み込むことが可能である。 In another preferred embodiment, the yeast expression vector can be stably integrated into the yeast genome, for example by homologous recombination.

細胞を、本発明に従う調節エレメントおよび/またはPOI遺伝子で形質転換することにより得られる、本発明に従う形質転換宿主細胞は、好ましくは、まず、多数の細胞を効率的に増殖させる条件で培養してもよい。POIを発現させるために細胞系を調製する場合は、培養法を、発現産物を作製するように選択する。 Transformed host cells according to the invention, obtained by transforming cells with a regulatory element and / or POI gene according to the invention, are preferably first cultured under conditions that allow a large number of cells to grow efficiently. May be good. When preparing a cell line to express POI, the culture method is chosen to produce the expression product.

前出の記載は、以下の例を参照することにより、より完全に理解されるであろう。しかし、このような例は、本発明の1つ以上の態様を実施する方法を表すだけのものであり、本発明の範囲を限定するものとして読まれるべきではない。 The above description will be more fully understood by reference to the examples below. However, such examples merely represent a method of carrying out one or more aspects of the invention and should not be read as limiting the scope of the invention.

[実施例]
例1
pG1の5’側の短縮は、pG1の主要調節領域を明らかにする
天然(野生型)のpG1プロモーターは、メタノール資化酵母(P.pastoris)(コマガタエラ・ファフィイ(Komagatella phaffii))CBS2612株(CBS株:CBS−KNAW Fungal Biodiversity Centre、Centraalbureau voor Schimmelcultures、Utrecht、The Netherlands)から単離した。サンガーシーケンシングおよび後続のBLAST解析により決定される通り、CBS2612のpG1プロモーター配列は、GS115(Invitrogen)(PAS_chr1−3_0011の上流)株およびCBS7435(P7435_Chr1−0007の上流)株、またはK.パストリス(K.pastoris)DSMZ70382株(DSMZ株:German Collection of Microorganisms and Cell Cultures)(PIPA00372の上流)のゲノム配列内のそれぞれの領域に対する、95%より大きい配列同一性を有した。pG1のゲノム領域についての解析時に、そのGTH1遺伝子は、始点について、CBS7435(P7435_Chr1−0007)株およびDSMZ70382(PIPA00372)株においてGS115(PAS_chr1−3_0011)株の場合と異なる注釈を施されていることが分かった。GS115およびCBS2612とは対照的に、他の2つの株のゲノム配列では、コード配列は、36bpさらに下流で始まるように注釈されている。
[Example]
Example 1
Shortening of the 5'side of pG1 reveals the major regulatory region of pG1 The natural (wild type) pG1 promoter is the methanol-utilizing yeast (P. pastoris) (Komagataella phaffii) CBS2612 strain (CBS). Strains: CBS-KNAW Fundamental Biodiversity Center, Centraal bureau voor Schimmelscultures, Utrecht, The Netherlands). As determined by Sanger sequencing and subsequent BLAST analysis, the pG1 promoter sequence of CBS2612 is GS115 (Invitrogen) (upstream of PAS_chr1-3_0011) and CBS7435 (upstream of P7435_Chr1-0007), or K.K. It had greater than 95% sequence identity to each region within the genomic sequence of the K. pastoris DSMZ70382 strain (DSMZ strain: German Collection of Microorganisms and Cell Cultures) (upstream of PIPA00372). At the time of analysis of the genomic region of pG1, the GTH1 gene was annotated with respect to the starting point in the CBS7435 (P7435_Chr1-0007) strain and the DSMZ70382 (PIPA00372) strain differently from those in the GS115 (PAS_chr1-3_0011) strain. Do you get it. In contrast to GS115 and CBS2612, in the genomic sequences of the other two strains, the coding sequence is annotated to begin 36 bp further downstream.

pG1の関与性の調節領域を同定するために、代替的な5’側位置である、−858、−663、−492、−371、−328、−283、−211、および−66位から始めて、−1位へと、8つの短縮型pG1変異体を、CBS2612からクローニングした(図1を参照されたい;番号付けは、GTH1遺伝子の始点である、遺伝子座PAS_chr1−3_0011に基づく)。これらの短縮型プロモーター変異体を、例8において記載されている通りに、深型ウェルプレート内で、eGFP発現についてスクリーニングして、pG1の元の965bp形と比較した、抑制特性(グリセロールフィードビーズ)および誘導特性(グルコースフィードビーズ)について調べた(図2)。抑制条件において、全ての長さの変異体について、eGFPシグナルの差違が見出されなかったことから、短縮型変異体のうちの何れにおいても、プロモーターの抑制は制限されなかったことが示される。48時間の誘導後、発現能は、328bpまでの長さのプロモーター変異体について、完全な機能性を維持した。283bpの変異体は、元のpG1プロモーターと比較して、約3分の2の強度にとどまった。最も短い長さの2つの変異体(211および66bp)は、ほぼ非機能性であると考えられた。これらの結果は、−400位〜−200位の間の領域が、重要な調節性の特色を含有することを示唆する。 Starting from the alternative 5'side positions, -858, -663, -492, -371, -328, -283, -211, and -66, to identify the regulatory region of pG1 involvement. , To position -1, eight abbreviated pG1 variants were cloned from CBS2612 (see FIG. 1; numbering is based on locus PAS_chr1-3_0011, which is the starting point of the GTH1 gene). Suppressive properties (glycerol feed beads) of these shortened promoter variants screened for eGFP expression in deep well plates and compared to the original 965 bp form of pG1, as described in Example 8. And the inducing properties (glucose feed beads) were investigated (Fig. 2). Under the suppression conditions, no difference in eGFP signal was found for mutants of all lengths, indicating that promoter suppression was not restricted in any of the shortened mutants. After 48 hours of induction, expression capacity maintained full functionality for promoter variants up to 328 bp in length. The 283 bp mutant remained about two-thirds as strong as the original pG1 promoter. The two shortest length mutants (211 and 66bp) were considered to be nearly non-functional. These results suggest that the region between positions -400 and -200 contains important regulatory features.

例2
炭素供給源と関連することが予測される高密度のTFBSは、pG1プロモーターの主要調節領域をマーキングする
Genomatix製のMatInspectorを使用して、pG1プロモーター配列(遺伝子PAS_chr1−3_0011の1000bp上流)を、マトリックスの「真菌」群および「一般コアプロモーターエレメント」群に属するマトリックスファミリーについて検索した。46の異なるマトリックスファミリーに属する、111の推定TFBSを見出した(表1)。解析される配列内で最も一般的なマトリックスファミリーは、単量体のGal4クラスモチーフ(F$MGCM、12の結合性部位)、ホメオドメイン含有転写調節因子(F$HOMD、6つの結合性部位)、真菌塩基性ロイシンジッパーファミリー(F$BZIP、5つの結合性部位)、および酵母GCボックスタンパク質(F$YMIG、5つの結合性部位)であった。極めて高密度のTFBS結合性部位が、−400〜−200位の間で感知され、言及されたTFBS(最も一般的なマトリックスファミリー)のうちの約3分の2(28中18)は、これらの位置にあった。一般コアプロモーターエレメントに関しては、MatInspectorにより、酵母関連モチーフも、真菌関連モチーフも、同定されなかったが、TATAボックスは、−26位から見出すことができる。
Example 2
High-density TFBS, which is expected to be associated with a carbon source, matrix the pG1 promoter sequence (1000 bp upstream of gene PAS_chr1-3_0011) using a Genomatix MatInspector that marks the major regulatory region of the pG1 promoter. We searched for matrix families belonging to the "fungi" group and the "general core promoter element" group. We found 111 estimated TFBSs belonging to 46 different matrix families (Table 1). The most common matrix families in the sequence analyzed are the monomeric Gal4 class motif (F $ MGCM, 12 binding sites), homeodomain-containing transcriptional regulators (F $ HOMD, 6 binding sites). , The fungal basic leucine zipper family (F $ BZIP, 5 binding sites), and the yeast GC box protein (F $ YMIG, 5 binding sites). Extremely dense TFBS binding sites were detected between positions -400 and -200, and about two-thirds (18 of 28) of the mentioned TFBS (the most common matrix family) were these. Was in the position of. For general core promoter elements, neither yeast-related motifs nor fungal-related motifs were identified by MatInspector, but the TATA box can be found at position -26.

たとえば、−390〜−375位における顕著なモチーフであって、その配列5’−TATTTTTTTTTTTTTT−3’(配列番号21)のために、TAT14と称されるか、またはその配列5’−TATTTTTTTTTTTTTTT−3’(配列番号22)のために、TAT15と称されるモチーフが同定された。プロモーター領域内のこのようなポリ(A:T)トラクトは、ヌクレオソームの結合に負の影響を及ぼし、酵母内の近傍の部位におけるTFの結合を刺激することが公知である。 For example, it is a prominent motif at positions -390 to -375 and is referred to as TAT14 because of its sequence 5'-TATTTTTTTTTTTTTTTT-3'(SEQ ID NO: 21), or its sequence 5'-TATTTTTTTTTTTTTTTT-3. A motif called TAT15 was identified for'(SEQ ID NO: 22). It is known that such poly (A: T) tracts within the promoter region have a negative effect on nucleosome binding and stimulate TF binding at nearby sites within yeast.

例3
炭素供給源と関連する転写因子である、Mxr1、Rgt1、Cat8−1、Cat8−2、およびMig1は、pG1の調節特性に重要であることを明らかにした
グルコース依存性または炭素供給源依存性が予測される転写因子結合性部位を、さらなる解析のために選択した(図1および表2を参照されたい)。オーバーラップ−エクステンションPCRを使用して、それぞれの領域を欠失させたpG1変異体を作出した。表3は、選択された全てのTFBSについて列挙し、欠失の影響を受ける(部分的に)、全てのTFBS(表2中の詳細なリスト)を指し示す。一部の欠失(たとえば、Δ9およびΔ10)では、近傍のTFBSを機能性に保ち、それらの影響について別個に検討するために、それぞれのTFBSのうちの一部のヌクレオチドを欠失させずに残した。
Example 3
Transcription factors associated with carbon sources, Mxr1, Rgt1, Cat8-1, Cat8-2, and Mig1, have been shown to be important for the regulatory properties of pG1 glucose-dependent or carbon-source-dependent. Predicted transcription factor binding sites were selected for further analysis (see Figure 1 and Table 2). Overlap-extension PCR was used to generate pG1 mutants in which each region was deleted. Table 3 lists all selected TFBSs and points to all TFBSs (detailed list in Table 2) that are affected by the deletion (partially). For some deletions (eg, Δ9 and Δ10), some nucleotides in each TFBS were not deleted in order to keep nearby TFBSs functional and to consider their effects separately. left.

全てのTFBS欠失変異体およびTAT突然変異体を、eGFPの発現について、例8に記載されている通り、抑制条件(グリセロールフィードビーズ)下および誘導条件(グルコースフィードビーズ)下でスクリーニングした(図3)。個々のTF/TFBSが通例、プロモーターの調節を果たすのに十分ではないことに考慮することは重要である。TFBSの欠失はまた、プロモーター配列が、新たに形成された配列の接合、TFBSの間の距離の変更、または高次の特性の変化(クロマチンの組織化)の影響を受けうることも含意する。また、他の隣接するTFBSのために、プロモーターの異なる位置における、同じTFBSが、異なる機能を果たす場合もある。近傍のTFBSにおいて、TFは、相乗的に作用する場合もあり、立体障害のために、他のTFの結合を制限する場合もあるであろう。 All TFBS-deficient and TAT mutants were screened for eGFP expression under inhibitory (glycerol feed beads) and inducible conditions (glucose feed beads) as described in Example 8 (Figure). 3). It is important to consider that individual TF / TFBS are usually not sufficient to fulfill promoter regulation. Deletion of TFBS also implies that promoter sequences can be affected by conjugation of newly formed sequences, changes in distance between TFBSs, or changes in higher-order properties (chromatin organization). .. Also, due to other adjacent TFBSs, the same TFBS at different positions in the promoter may perform different functions. At nearby TFBSs, TFs may act synergistically and may limit the binding of other TFs due to steric hindrance.

4つの異なる、炭素供給源と関連するTFファミリー:酵母代謝調節因子(F$ADR;マトリックス:F$ADR1.01)、単量体Gal4クラスモチーフ(F$MGCM;マトリックス:F$RGT1.01、F$RGT1.02)、炭素供給源応答性エレメント(F$CSRE、マトリックス:F$CSRE.01、F$SIP4.01)、および酵母GCボックスタンパク質(F$YMIG;マトリックス:F$MIG1.01およびF$MIG1.02)を、pG1プロモーター変異体内で欠失させた(表2および表3を参照されたい)。出芽酵母(S.cerevisiae)内の対応する転写因子は、それぞれ、Adr1、Rgt1、Sip4/Cat8、およびMig1である。 Four different carbon source-related TF families: yeast metabolism regulator (F $ ADR; matrix: F $ ADR1.01), monomeric Gal4 class motif (F $ MGCM; matrix: F $ RGT1.01,) F $ RGT1.02), carbon source responsive element (F $ CSRE, matrix: F $ CSR.01, F $ SIP4.01), and yeast GC box protein (F $ YMIG; matrix: F $ MIG1.01). And F $ MIG1.02) were deleted within the pG1 promoter mutant (see Tables 2 and 3). The corresponding transcription factors in S. cerevisiae are Dr1, Rgt1, Ship4 / Cat8, and Mig1, respectively.

炭素供給源依存性プロモーターは、グルコース抑制、および/または炭水化物もしくは他の糖以外の炭素供給源を介する誘導により制御される。グルコース抑制は主に、タンパク質キナーゼ複合体であるSnf1、転写抑制因子であるMig1、およびタンパク質ホスファターゼ1によりなされる。出芽酵母(S.cerevisiae)では、下流の因子は、たとえば、呼吸器遺伝子(Hap4)、糖新生遺伝子(Cat8、Sip4)、およびグルコース輸送体(Rgt1)を調節する。 Carbon source-dependent promoters are regulated by glucose suppression and / or induction via carbon sources other than carbohydrates or other sugars. Glucose suppression is mainly achieved by the protein kinase complex Snf1, the transcriptional repressor Mig1, and the protein phosphatase 1. In Saccharomyces cerevisiae, downstream factors regulate, for example, respiratory genes (Hap4), gluconeogenic genes (Cat8, Ship4), and glucose transporters (Rgt1).

メタノール資化酵母(P.pastoris)は、Mig1−1およびMig1−2と呼ばれる、2つのMig1相同体を有し、これらのうちの後者はおそらく、炭素異化物の抑制因子として作用する。グルコースが利用可能である場合、Mig1は抑制因子として作用するのに対し、Rgt1は、転写活性化因子として作用する。抑制機能を果たすために、Mig1は、脱リン酸化され、核へと移入されて、そこで、共抑制因子である、Ssn6およびTup1を動員する。 Methanol-utilizing yeast (P. pastoris) has two Mig1 homologues, called Mig1-1 and Mig1-2, the latter of which probably acts as an inhibitor of carbon catabolism. When glucose is available, Mig1 acts as an inhibitor, whereas Rgt1 acts as a transcriptional activator. To perform its inhibitory function, Mig1 is dephosphorylated and translocated into the nucleus, where it recruits co-inhibitors Ssn6 and Tap1.

制限グルコース下では、Rgt1が脱リン酸化され、転写抑制因子として作用する。出芽酵母(S.cerevisiae)では、Rgt1の機能は、そのリン酸化状態(Rgt1は、4つのリン酸化部位を有する)により制御され、調節されるプロモーターの誘導は、転写抑制因子について典型的に見られる通り、Rgt1の解離を要請しない。 Under restricted glucose, Rgt1 is dephosphorylated and acts as a transcriptional repressor. In S. cerevisiae, the function of Rgt1 is regulated by its phosphorylation state (Rgt1 has four phosphorylation sites), and the regulation of promoter induction is typically seen for transcriptional repressors. As it is, it does not require dissociation of Rgt1.

出芽酵母(S.cerevisiae)では、炭素供給源応答性亜鉛フィンガー転写因子であるAdr1は、グルコース抑制性アルコールデヒドロゲナーゼ(ADH2)遺伝子の転写活性化に要請される。メタノール資化酵母(P.pastoris)におけるAdr1の相同体は、メタノール代謝の鍵となる調節因子である、Mxr1(PAS_chr4_0487)であり、メタノールに対する、強力なPAOXの誘導に不可欠な、正の活性化転写因子であることが報告された。Mxr1について報告されたTFBSコアモチーフである、5’CYCC3’は、pG1プロモーター配列内で見出される、何れのF$ADR1.01部位とも合致する。 In S. cerevisiae, the carbon source-responsive zinc finger transcription factor, Dr1, is required for transcriptional activation of the glucose-suppressing alcohol dehydrogenase (ADH2) gene. Homologs of Adr1 in Pichia pastoris (P. pastoris) is a key regulators of methanol metabolism are Mxr1 (PAS_chr4_0487), to methanol, essential for the induction of strong P AOX, positive active It was reported to be a metabolic factor. The TFBS core motif reported for Mxr1, 5'CYCC3', is consistent with any F $ ADR 1.01 site found within the pG1 promoter sequence.

出芽酵母(S.cerevisiae)では、炭素供給源応答エレメント(CSRE)に、転写活性化因子であるSip4およびCat8が結合し、糖新生遺伝子の発現を誘導するように機能する。メタノール資化酵母(P.pastoris)では、ScCat8の2つの相同体:Cat8−1(PAS_chr2−1_0757)およびCat8−2(PAS_chr4_0540)を見出すことができ、これらの両方は、ScSip4についてもまた、最良のblastpヒットである。Cat8−2の、ScCat8との類似性は小さいが、抑制解除条件下で、潜在的に重要な役割を果たす。 In S. cerevisiae, transcriptional activators Ship4 and Cat8 bind to the carbon source response element (CSER) and function to induce the expression of gluconeogenic genes. In methanol-utilizing yeast (P. pastoris), two homologues of ScCat8: Cat8-1 (PAS_chr2-1_0757) and Cat8-2 (PAS_chr4_0540) can be found, both of which are also best for ScSip4. It is a blastp hit. Although Cat8-2 has little similarity to ScCat8, it plays a potentially important role under disinhibition conditions.

例4
pG1プロモーターの欠失変異体は、その抑制および誘導の一因となるTFBSを明らかにする
かつて同定された、pG1の主要調節領域の上流(5’側)に存在する、5つの欠失変異体(図1および表2における破線ボックスを参照されたい)のうち、変異体pG1−Δ1、pG1−Δ2、およびpG1−Δ4は、プロモーター強度に対して、有益な効果を及ぼすと考えられるが、欠失変異体pG1−Δ3およびpG1−Δ5は、GFPの発現に対して、元のpG1プロモーター(配列番号9)と比較して、効果を及ぼさなかった。この結果は、プロモーターの、5’側における短縮が、pG1の操作に有益でありうることを示唆する。pG1の主要調節領域内のTFBSの欠失(pG1−Δ6〜pG1−Δ12;図1および表2を参照されたい)は、eGFP発現に対して、異なる影響を及ぼしたが、何れも、抑制特性を失わずには、誘導の増大を示さなかった。したがって、その緊密な調節を保持するためには、pG1の主要調節領域を、操作pG1プロモーター変異体内で維持する必要があると仮定される。したがって、例1では、この領域を伴わない場合、制限グルコース下において、はるかに低度の誘導が観察された(pG1−328およびpG1−283;図2)。
Example 4
Deletion variants of the pG1 promoter reveal TFBS that contributes to its suppression and induction Five previously identified deletion variants located upstream (5'side) of the major regulatory region of pG1 Of (see the dashed box in FIGS. 1 and 2), the variants pG1-Δ1, pG1-Δ2, and pG1-Δ4 are thought to have a beneficial effect on promoter strength, but are missing. The demutants pG1-Δ3 and pG1-Δ5 had no effect on the expression of GFP as compared to the original pG1 promoter (SEQ ID NO: 9). This result suggests that shortening of the promoter on the 5'side may be beneficial in manipulating pG1. Deletions of TFBS within the major regulatory region of pG1 (pG1-Δ6 to pG1-Δ12; see FIG. 1 and Table 2) had different effects on eGFP expression, but both had inhibitory properties. No increase in induction was shown without loss. Therefore, it is hypothesized that the major regulatory region of pG1 needs to be maintained within the engineered pG1 promoter mutant to retain its tight regulation. Therefore, in Example 1, much lower induction was observed under restricted glucose without this region (pG1-328 and pG1-283; FIG. 2).

Mig1結合性部位を、pG1−Δ3、pG1−Δ4、pG1−Δ10、およびpG1−Δ11において欠失させた(Δ3では、F$MIG1.02を欠失させ、Δ4、Δ10、およびΔ11では、F$MIG1.01を欠失させた)が、ここで、pG1−Δ10およびpG1−Δ11はまた、それぞれ、F$ADR1.01およびF$RGT1.02の欠失も含む。Δ3について、わずかな抑制の強化が見出される一方、Δ4では、抑制の変化は見られなかったが、誘導の後において、eGFPレベルが増強された。 Mig1 binding sites were deleted at pG1-Δ3, pG1-Δ4, pG1-Δ10, and pG1-Δ11 (F $ MIG1.02 was deleted at Δ3 and F at Δ4, Δ10, and Δ11). $ MIG1.01 was deleted), but here pG1-Δ10 and pG1-Δ11 also include deletions of F $ ADR1.01 and F $ RGT1.02, respectively. For Δ3, a slight enhancement of inhibition was found, while for Δ4, no change in inhibition was observed, but eGFP levels were enhanced after induction.

Δ10について見られた抑制の緩和ならびにΔ10およびΔ11によるプロモーター誘導の低下もまた、この領域内のF$RGT1結合性部位(Δ9およびΔ11において欠失させたF$RGT1.01およびF$RGT1.02)と関連したものである可能性がある。Mig1はまた、pG1の調節において、二機能性の役割を果たした可能性がある:メタノール資化酵母(P.pastoris)では、2つのMIG1遺伝子が見出されており(MIG1−1、MIG1−2)、グルコースのアベイラビリティーに対して、逆向きに調節されることが示された。 The relaxation of inhibition seen for Δ10 and the reduction of promoter induction by Δ10 and Δ11 are also F $ RGT1 binding sites within this region (F $ RGT1.01 and F $ RGT1.02 deleted at Δ9 and Δ11). ) May be related. Mig1 may also have played a bifunctional role in the regulation of pG1: two MIG1 genes have been found in methanol-utilizing yeast (P. pastoris) (MIG1-1, MIG1- 2) It was shown that it is regulated in the opposite direction to the availability of glucose.

変異体pG1−Δ1では、F$ADR1.01の欠失は、eGFPレベルを上昇させたが、Mxr1(Ppにおける、メタノール代謝の正の調節因子であり、ScADR1の相同体である)結合性部位の欠失は逆に、プロモーターを弱めることが予測されよう。pG1−Δ10における、F$ADR1.01の欠失の、F$MIG1.01の欠失との組合せは、グリセロールによるプロモーターの抑制を緩和し、その誘導を弱めたが、これが、Mig1 TFBSの欠失に対する最終的な応答である。 In the mutant pG1-Δ1, deletion of F $ ADR1.01 increased eGFP levels, but Mxr1 (a positive regulator of methanol metabolism in Pp and a homologue of ScADR1) binding site. Deletion of, on the contrary, would be expected to weaken the promoter. The combination of the deletion of F $ ADR1.01 with the deletion of F $ MIG1.01 at pG1-Δ10 alleviated the inhibition of the promoter by glycerol and weakened its induction, which was the lack of Mig1 TFBS. The final response to the loss.

変異体pG1−Δ6(2つの部位)、pG1−Δ7、pG1−Δ8、pG1−Δ11、およびpG1−Δ12では、主要調節領域内の結合性部位F$RGT1.02を欠失させ、Δ9では、F$RGT1.01を欠失させた。対合させたF$RGT1.02部位(Δ6;逆鎖上の結合性部位は、7bpのシフトを伴う)の欠失を宿す変異体は、抑制のわずかな緩和および誘導の低減を示した。変異体Δ7およびΔ8は、極めて近接したF$RGT1.02部位を含有し、ここで、前者のF$RGT1.02部位は、マイナス鎖上にあり、後者のF$RGT1.02部位は、プラス鎖上にあるが、Δ8はまた、F$SIP4.01部位の欠失も含有する。前者(Δ7)が、抑制のわずかな緩和および誘導の増大を示したのに対し、後者(Δ8)による誘導は、はるかに弱かった(が、プロモーターの抑制は変化させなかった)。これは、pG1の誘導にとっての、転写活性化因子であるCat8−1および/またはCat8−2(ScSip4の最も強力な相同体)の強力な役割を指し示す。変異体Δ9を、近接して配置されるF$RGT1.01およびF$CSRE.01のTFBS(逆鎖上の結合性部位)を欠失させるように創出したが、抑制の大幅な喪失は、これらのTFBSには、おそらくRgt1、Cat8−1、および/またはCat8−2の結合を介して、pG1を緊密に制御する強力な役割があることを指し示す。変異体pG1−Δ12内の、F$RGT1.02の欠失は、eGFP発現性能に影響を及ぼさなかった。興味深いことに、CAT8−2の転写は、制限グルコース下では、グルコース剰余下と比較して強力に上方調節されるが、被験条件下では、RGT1およびCAT8−2の転写調節がなされなかった。 In the variants pG1-Δ6 (two sites), pG1-Δ7, pG1-Δ8, pG1-Δ11, and pG1-Δ12, the binding site F $ RGT1.02 within the major regulatory region was deleted, and in Δ9, F $ RGT1.01 was deleted. Mutants harboring a deletion of the paired F $ RGT site 1.02 (Δ6; binding site on the reverse chain is accompanied by a 7 bp shift) showed slight relaxation of repression and reduced induction. Mutants Δ7 and Δ8 contain very close F $ RGT 1.02 sites, where the former F $ RGT 1.02 site is on the minus chain and the latter F $ RGT 1.02 site is plus. Although on the chain, Δ8 also contains a deletion of the F $ SIP4.01 site. The former (Δ7) showed a slight relaxation of inhibition and an increase in induction, whereas the induction by the latter (Δ8) was much weaker (but did not alter promoter inhibition). This points to a strong role of the transcriptional activators Cat8-1 and / or Cat8-2 (the most potent homologue of ScSip4) in the induction of pG1. Mutant Δ9 is placed in close proximity to F $ RGT1.01 and F $ CSER. It was created to delete the TFBS (binding site on the reverse chain) of 01, but a significant loss of inhibition was due to the binding of Rgt1, Cat8-1, and / or Cat8-2 to these TFBSs. It indicates that there is a powerful role to tightly control pG1 through. Deletion of F $ RGT1.02 in mutant pG1-Δ12 did not affect eGFP expression performance. Interestingly, transcription of CAT8-2 was strongly upregulated under restricted glucose compared to glucose residue, but under test conditions, transcriptional regulation of RGT1 and CAT8-2 was not made.

例5
pG1プロモーター強度は、ポリ(A:T)トラクトであるTAT14に依存する
TATモチーフは、pG1の主要調節領域の、約80bp上流(5’、たとえば、−390〜−374位)に配置される。メタノール資化酵母(P.pastoris)の、CBS2612、CBS7435、またはGS115における、GTH1の5’側領域のシーケンシングの反復は、TATモチーフ内の、15±1のTの検出を結果としてもたらした。プロモーター性能に対するその影響について解明するため、TAT14モチーフを、欠失(pG1−ΔTAT14)および突然変異(T16、T18、およびT20;pG1−T16、pG1−T18、pG1−T20への)について選択した。プライマー(表4のプライマー#37〜42を参照されたい)は、当初、T18、T20、およびT22を得るようにデザインしたが、長さが異なる変異体(それぞれ、T16、T20、およびT18)を得、使用した。TAT14モチーフの欠失が、GFPシグナルの低下を結果としてもたらしたのに対し、その伸長は、pG1の発現強度を増大させた。これは、伸長型TAT14モチーフの使用が、pG1の操作に有益であることを指し示す。
Example 5
pG1 promoter strength depends on the poly (A: T) tract TAT14 The TAT motif is located approximately 80 bp upstream (5', eg, positions -390 to -374) of the major regulatory region of pG1. Repeated sequencing of the 5'side region of GTH1 in CBS2612, CBS7435, or GS115 of methanol-utilizing yeast (P. pastoris) resulted in the detection of 15 ± 1 T in the TAT motif. To elucidate its effect on promoter performance, TAT14 motifs were selected for deletions (pG1-ΔTAT14) and mutations (T16, T18, and T20; to pG1-T16, pG1-T18, pG1-T20). Primers (see Primers # 37-42 in Table 4) were initially designed to obtain T18, T20, and T22, but mutants of different lengths (T16, T20, and T18, respectively). Obtained and used. Deletion of the TAT14 motif resulted in a decrease in GFP signal, whereas its elongation increased the expression intensity of pG1. This indicates that the use of the elongated TAT14 motif is beneficial for the manipulation of pG1.

例6
pG1の主要調節領域の部分的な配列の重複は、その発現強度を著明に改善する
2つの配列断片(−472〜−188および−472〜−1)のPCRによる増幅、ならびに制限部位PstIおよびBglIIを使用する挿入(509〜514および525〜530位)により、pG1プロモーターの2つの重複変異体(pG1−D1240(配列番号49)およびpG1−D1427(配列番号85);番号は、それぞれのプロモーター変異体の長さを表す)を作出した。重複区間は、第1の変異体(pG1−D1240)では、pG1−Δ5で欠失させたTFBSの上流で始まり、pG1の主要調節領域の後方で終わる一方、第2の重複配列(pG1−D1427)は、pG1プロモーターの3’端に達する。これらの変異体を、TFBS欠失変異体およびTAT14突然変異体について記載したのと同じ方式で、eGFPの発現についてスクリーニングした(例8を参照されたい)。何れの重複変異体も、過剰グリセロール下における抑制の強化と、制限グルコースにおける誘導の強化とを示した(図4)。
Example 6
Partial sequence duplication of the major regulatory region of pG1 significantly improves its expression intensity by PCR amplification of two sequence fragments (-472-188 and -472--1), as well as restriction site PstI and Two duplicate variants of the pG1 promoter (pG1-D1240 (SEQ ID NO: 49) and pG1-D1427 (SEQ ID NO: 85); numbers are the respective promoters, by insertion using BglII (positions 509-514 and 525-530). (Representing the length of the mutant) was created. The overlapping interval begins upstream of the pG1-Δ5 deleted TFBS in the first variant (pG1-D1240) and ends behind the major regulatory region of pG1 while the second overlapping sequence (pG1-D1427). ) Reach the 3'end of the pG1 promoter. These mutants were screened for eGFP expression in the same manner as described for TFBS-deficient and TAT14 mutants (see Example 8). Both overlapping mutants showed enhanced inhibition under excess glycerol and enhanced induction under restricted glucose (Fig. 4).

選択圧を伴わずに、約20世代と同等である、3回連続の回分培養を実施することにより、重複変異体クローンであるpG1−D1240 #3の、形質転換後における安定性について調べた。eGFPの発現は、全培養時間にわたり安定であった(データは示さない)。これと比較して、典型的なメタノール資化酵母(P.pastoris)によるバイオリアクタープロセスは、回分期に、OD600=1(1L当たり約0.2〜0.4gのYDM)で始まり、流加期後に、1L当たり約100gのYDMで終わり、これにより、約10世代にわたる。 The stability of the duplicate mutant clone, pG1-D1240 # 3, after transformation was investigated by performing three consecutive batch cultures, which is equivalent to about 20 generations, without selective pressure. Expression of eGFP was stable over the entire culture time (data not shown). In comparison, a typical bioreactor process with methanol-utilizing yeast (P. pastoris) begins and flows at OD 600 = 1 (about 0.2-0.4 g YDM per liter) in batches. After the addition, it ends with about 100 g of YDM per liter, which spans about 10 generations.

例7
流加バイオリアクター培養における、pG1プロモーター変異体の性能の検証
バイオプロセス条件下で作出されたプロモーター変異体の性能を検証するために、一部の変異体を、それらのeGFPの発現性能の変更に基づき、流加培養のために選択した:pG1−Δ2(配列番号211)は、主要調節領域の上流における、増強が最高度の変異体であり、pG1−T16(配列番号257)およびpG1−D1240(配列番号49)は、グリセロール条件下におけるプロモーターの抑制を失わずに、制限グルコース下で、高度なeGFPの発現レベルを示した。グリセロール回分期で始め、空時収量を最適化させた流加を後続させる、バイオリアクターによる培養(Prielhoferら、2013)を、クローン1つずつについて実施し、eGFPの発現について、対照のpG1株#8と比較した(図5および表5を参照されたい)。
Example 7
Verification of performance of pG1 promoter mutants in fed-batch bioreactor culture In order to verify the performance of promoter mutants produced under bioprocess conditions, some mutants were modified to change the expression performance of their eGFP. Based on, selected for fed-batch culture: pG1-Δ2 (SEQ ID NO: 211) is the most enhanced variant upstream of the major regulatory region, pG1-T16 (SEQ ID NO: 257) and pG1-D1240. (SEQ ID NO: 49) showed high eGFP expression levels under restricted glucose without losing promoter inhibition under glycerol conditions. Bioreactor cultures (Prielhofer et al., 2013), starting with the glycerol batch period and followed by fed-batch with optimized air yield, were performed on each clone and control pG1 strain # for expression of eGFP. Compared with 8 (see Figure 5 and Table 5).

流加発酵は、最終作業容量を0.7Lとして、DASGIPリアクター内で実施した。 Fed-batch fermentation was carried out in a DASGIP reactor with a final working capacity of 0.7 L.

以下の培地を使用した。 The following media were used.

PTM1微量元素塩原液は、1リットル当たり、
6.0gのCuSO4・5H2O、0.08gのNaI、3.36gのMnSO4・H2O、0.2gのNa2MoO4・2H2O、0.02gのH3BO3、0.82gのCoCl2、20.0gのZnCl2、65.0gのFeSO4・7H2O、0.2gのビオチン、および5.0mlのH2SO4(95%〜98%)
を含有した。
PTM 1 trace element salt stock solution per liter,
CuSO 4 · 5H 2 O of 6.0 g, NaI of 0.08g, MnSO 4 · H 2 O of 3.36 g, Na of 0.2g 2 MoO 4 · 2H 2 O , 0.02g of H 3 BO 3, CoCl 2 of 0.82 g, ZnCl 2 in 20.0 g, FeSO of 65.0g 4 · 7H 2 O, biotin 0.2 g, and 5.0ml of H 2 SO 4 (95% ~98 %)
Contained.

グリセロール回分培地は、1リットル当たり、
2gのクエン酸一水和物(C687・H2O)、39.2gのグリセロール、12.6gのNH42PO4、0.5gのMgSO4・7H2O、0.9gのKCl、0.022gのCaCl2・2H2O、0.4mgのビオチン、および4.6mlのPTM1微量元素塩原液
を含有した。HClを添加して、pHを5とした。
Glycerol batch medium per liter
2g of citric acid monohydrate (C 6 H 8 O 7 · H 2 O), glycerol 39.2g, NH 4 H 2 PO 4 of 12.6g, MgSO 4 · 7H 2 O , 0 to 0.5g .9g of KCl, CaCl 2 · 2H 2 O of 0.022 g, containing PTM1 trace elements salts stock solution of 0.4mg of biotin, and 4.6 ml. HCl was added to bring the pH to 5.

グルコース流加培地は、1リットル当たり、
464gのグルコース一水和物、5.2gのMgSO4・7H2O、8.4gのKCl、0.28gのCaCl2・2H2O、0.34mgのビオチン、および10.1mLのPTM1微量元素塩原液
を含有した。
Glucose fed medium is per liter
Glucose monohydrate 464g, MgSO 4 · 7H 2 O of 5.2 g, 8.4 g of KCl, CaCl 2 · 2H 2 O in 0.28 g, PTM1 trace elements biotin 0.34 mg, and 10.1mL It contained a salt stock solution.

溶存酸素は、攪拌器速度を400〜1200rpmとして、DO=20%に制御した。
曝気速度は、空気24L h-1とし、温度は、25℃に制御し、pH設定点である5は、NH4OH(25%)を添加することにより制御した。
Dissolved oxygen was controlled to DO = 20% at a stirrer speed of 400-1200 rpm.
The aeration rate was 24 L h -1 for air, the temperature was controlled at 25 ° C., and the pH setting point 5 was controlled by adding NH 4 OH (25%).

発酵を開始するために、400mLの回分培地を、発酵槽へと滅菌濾過し、それぞれのメタノール資化酵母(P.pastoris)クローンの選択的前培養物から、出発光学濃度(OD600)を1として接種した。約25時間の回分期(約20g/Lの乾燥バイオマス濃度に到達する)の後、7時間にわたる指数的フィードで始め、15g/Lの一定のフィード速度で13時間にわたる、グルコース制限流加を施し、最終的な約100g/Lの乾燥バイオマス濃度をもたらした。試料は、回分および流加期において採取し、プレートリーダー(Infinite 200、Tecan、CH)を使用して、eGFPの発現について解析した。そこで、試料を光学濃度(OD600)5まで希釈した。結果を、バイオリアクター1つ当たりの相対蛍光(FL/r)として、図5に示す。 To initiate fermentation, 400 mL batch medium was sterilized and filtered into a fermenter and the starting optical concentration (OD600) was set to 1 from the selective preculture of each methanol-utilizing yeast (P. pastoris) clone. Inoculated. After a batch period of about 25 hours (reaching a dry biomass concentration of about 20 g / L), start with an exponential feed over 7 hours and apply glucose limiting infusion for 13 hours at a constant feed rate of 15 g / L. The final dry biomass concentration of about 100 g / L was obtained. Samples were collected during batch and fed-batch periods and analyzed for eGFP expression using a plate reader (Infinite 200, Tecan, CH). Therefore, the sample was diluted to an optical concentration (OD600) of 5. The results are shown in FIG. 5 as relative fluorescence (FL / r) per bioreactor.

リアルタイムPCRを使用して、これらの3つのクローンの遺伝子コピー数を解析し、それらの全てについて、1であるGCNを結果としてもたらした(データは示さない)。全てのpG1変異体は、回分期における良好な抑制と、誘導状態における強力な発現とを提示した(表5)。バイオリアクター条件下で、重複変異体pG1−D1240の強力な改善を検証することができ、クローンpG1−D1240 #3は、流加の終点において、GFP蛍光の、pG1と比較して、50%の増大を示した。回分の終点において、シグナルは、既に増大していたが、誘導比は、元のpG1よりやや大きかった。スクリーニング以外では、クローンpG1−Δ2 #3は、回分の終点において、シグナルをわずかに増大させたが、流加の終点において、シグナルを約10%弱めた。TAT14突然変異体クローンであるpG1−T16 #3は、回分の終点では、最も強いシグナルを示したが、流加の終点では、重複変異体に劣り、対照のpG1 #8を約20%上回る改善に達し、スクリーニング結果と同様であった。回分期における、クローンの異なる誘導挙動は、回分期を通して、グリセロール濃度を低下させることに起因する、抑制解除により説明される(図5Aを参照されたい)。全体として、流加培養は、小スケールのスクリーニングで得られた結果をほとんど確認することができた。 Real-time PCR was used to analyze the gene copy numbers of these three clones, resulting in a GCN of 1 for all of them (data not shown). All pG1 mutants exhibited good inhibition during batching and strong expression in the induced state (Table 5). Under bioreactor conditions, a strong improvement in the duplicate mutant pG1-D1240 could be verified, with clone pG1-D1240 # 3 at the end of feeding at 50% of GFP fluorescence compared to pG1. It showed an increase. At the end of the batch, the signal was already increased, but the induction ratio was slightly higher than the original pG1. Apart from screening, clone pG1-Δ2 # 3 slightly increased the signal at the end of the batch, but weakened the signal by about 10% at the end of feeding. The TAT14 mutant clone, pG1-T16 # 3, showed the strongest signal at the end of the batch, but was inferior to the duplicate mutant at the end of the feed and improved by about 20% over control pG1 # 8. Was reached, similar to the screening results. The different inducing behavior of the clones during the batch phase is explained by desuppression due to the reduction of glycerol concentration throughout the batch phase (see Figure 5A). Overall, fed-batch culture was able to confirm most of the results obtained by small-scale screening.

到達点および結論
炭素供給源依存性調節を伴う遺伝子プロモーターは、産生期が、増殖から分離されているため、バイオプロセスへの適用に好適である。潜在的なプロモーターベースのタンパク質作製の改善は、最適な増殖条件(たとえば、増殖速度、フィーディング戦略)を見出すことにより達することもでき、プロモーター配列(たとえば、突然変異、欠失)を直接操作することにより達することもできる。
Achievements and Conclusions Gene promoters with carbon source-dependent regulation are suitable for bioprocess applications because their production phase is isolated from proliferation. Improvements in potential promoter-based protein production can also be achieved by finding optimal growth conditions (eg, growth rate, feeding strategy) and directly manipulating promoter sequences (eg, mutations, deletions). It can also be reached by.

長さを短縮し、TFBSの欠失、TATモチーフの突然変異、および断片の重複を伴う、いくつかのpG1プロモーター変異体を構築した。これにより、その重要なTFBSを含む、pG1の主要調節領域を同定した。逆鎖上の同じ位置で結合する、F$RGT1およびF$CSREからなる、2つのモチーフを欠失させた、TFBSの欠失についての解析は、転写因子であるRgt1ならびにCat8−1および/またはCat8−2が、pG1の抑制および誘導に不可欠な役割を果たすことを指し示す。第1の部分(pG1−Δ8:−293〜−285位;RGT1:(+)−310〜−299、CSRE:(−)−299〜−285)の欠失が、プロモーターの誘導を弱める一方、第2の部分(pG1−Δ9:−275〜−261位;RGT1:(−)−275〜−259、CSRE:(+)−276〜−260)の欠失は、プロモーターの抑制を低下させた。これにより、pG1の調節に不可欠で特徴的な、調節モチーフを同定した。 Several pG1 promoter variants were constructed with reduced length, with TFBS deletions, TAT motif mutations, and fragment duplication. This identified the major regulatory region of pG1 containing its important TFBS. An analysis of the deletion of the TFBS, which lacked two motifs consisting of F $ RGT1 and F $ CRE, which bind at the same position on the reverse strand, was performed with the transcription factors Rgt1 and Cat8-1 and / or. It indicates that Cat8-2 plays an essential role in the suppression and induction of pG1. Deletion of the first part (pG1-Δ8: -293 to -285 positions; RGT1: (+)-310-299, CSER: (-)-299 to -285) weakens promoter induction, while Deletion of the second part (pG1-Δ9: -275-261; RGT1: (-)-275-259, CSER: (+)-276-260) reduced promoter repression. .. This identified a regulatory motif that is essential and characteristic for the regulation of pG1.

他の条件下、たとえば、過剰グルコース条件下またはメタノール誘導条件下では、転写調節因子であるMig1(F$MIG1)およびMxr1(F$ADR1)の役割は、より重要でありうるであろう。この領域内またはこの領域の近傍で結合する他の転写因子もまた、pG1の調節に寄与しうるであろう。 Under other conditions, such as excess glucose or methanol-induced conditions, the roles of the transcriptional regulators Mig1 (F $ MIG1) and Mxr1 (F $ ADR1) may be more important. Other transcription factors that bind within or near this region may also contribute to the regulation of pG1.

ポリ(A:T)トラクトは、プロモーター配列内で役割を果たすことが公知であるが、pG1内のTATモチーフであって、主要調節因子領域の上流(たとえば、−390〜−375位)に配置されるTATモチーフは、pG1の強度に不可欠であることを示すことができた。このモチーフの、T16、T18、およびT20への伸長は、プロモーターの性能に対して、正の効果を及ぼした。 Poly (A: T) tracts, known to play a role in the promoter sequence, are TAT motifs within pG1 and are located upstream of the major regulator region (eg, positions -390 to -375). It was possible to show that the TAT motif produced is essential for the intensity of pG1. Extension of this motif to T16, T18, and T20 had a positive effect on promoter performance.

pG1の欠失変異体は、5’側の短縮も、プロモーターの操作に同様に有益でありうることを明らかにした。Mxr1、Mig1、Rgt1、およびCat8のTFBSを、pG1の主要調節領域の上流において欠失させたところ、eGFPの発現が改善されたが、5’短縮型プロモーター変異体については、この効果が見られなかった。 Deletion variants of pG1 revealed that shortening on the 5'side could be equally beneficial for promoter manipulation. Deletion of TFBS of Mxr1, Mig1, Rgt1, and Cat8 upstream of the major regulatory region of pG1 improved eGFP expression, but this effect was seen for 5'shortened promoter variants. There wasn't.

部分的な配列の重複を伴う2つの変異体は、野生型pG1と比較した、発現能の大幅な増強に達した。 The two mutants with partial sequence duplication reached a significant enhancement of expression capacity compared to wild-type pG1.

妥当なプロモーター操作のための堅固な基盤である、pG1の良好な発現性能の顕著に異なる特色:5’側の短縮、TATモチーフの使用、および任意の突然変異/伸長、および断片の重複を割り当てることができた。小スケールのスクリーニングにおけるpG1変異体の性能は、流加培養における検証に成功しえた。 Significantly different features of good expression performance of pG1, which is a solid basis for valid promoter manipulation: 5'side shortening, use of TAT motif, and assignment of arbitrary mutation / extension, and fragment duplication I was able to. The performance of the pG1 mutant in small-scale screening could be successfully verified in fed-batch culture.

略号:
CSRE:炭素供給源応答エレメント、F$:真菌特異的TFマトリックス、GCN:遺伝子コピー数、GOI:対象の遺伝子、Pp:メタノール資化酵母(Pichia pastoris)、Sc:出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae)、TF:転写因子、TFBS:転写因子結合性部位、YDM:酵母乾燥質量
例8
抑制、誘導、pG1−xの発現レベル(pG1と比較した発現レベル)、誘導比の決定
pG1プロモーターと比較したプロモーター強度および誘導比は、以下の標準的なアッセイにより決定することができる:メタノール資化酵母(P.pastoris)株を、ウェル1つ当たりの培養物を2mLとして、280rpmで振とうしながら、深型24ウェルプレート内、25℃でスクリーニングする。グルコースフィードビーズ(6mm、Kuhner、CH)を使用して、グルコース制限増殖条件を作出する。フローサイトメトリーを使用して、細胞を、抑制(YP+1%グリセロール、指数関数的増殖期)および誘導(YP+1つのフィードビーズ、20〜28時間にわたる)時における、eGFPの発現について解析する。フローサイトメトリーデータの、少なくとも3000データ点について、比eGFP蛍光を、蛍光強度および前方散乱から計算する。前方散乱は、細胞容量についての相対的尺度である。比GFP蛍光は、蛍光強度(FI)を、前方散乱(FSC)で除して、1.5乗したもの、すなわち、FI/FSC1.5に等しい(Hohenblum,H.、N.Borth、およびD.Mattanovich(2003)、Assessing viability and cell−associated product of recombinant protein producing Pichia pastoris with flow cytometry、J Biotechnol、102:281〜290)。このデータから、集団の比蛍光の幾何平均値を使用し、野生型の非産生性メタノール資化酵母(P.pastoris)細胞のバックグラウンドシグナルを減じることにより標準化する。グリセロール条件下の比eGFP蛍光を、「抑制」と称し、制限グルコース条件(グルコースフィードビーズ)下の比eGFP蛍光を、「誘導」と称する。したがって、同じスクリーニングの抑制および誘導値ならびにフローサイトメトリーの測定値だけを比較し、計算のために使用することができる。相対pG1−xプロモーター強度を決定するために、pG1−xプロモーターを含む株の誘導値を、元のpG1プロモーターを含む株の誘導値で除することにより、誘導状態における、pG1−xプロモーターのeGFP発現レベルを、元のpG1プロモーターと比較した。誘導比は、同じ株/プロモーターの誘導値を、抑制値で除することにより計算する。いくつかのプロモーター変異体についての、抑制、誘導、相対pG1−xプロモーター強度、および誘導比を、表6に示す。
Abbreviation:
CRE: Carbon source response element, F $: Fungus-specific TF matrix, GCN: Gene copy count, GOI: Target gene, Pp: Methanol-utilizing yeast (Pichia pastoris), Sc: Saccharomyces cerevisiae, TF : Transcription factor, TFBS: Transcription factor binding site, YDM: Yeast dry mass Example 8
Inhibition, induction, pG1-x expression level (expression level compared to pG1), determination of induction ratio Promoter intensity and induction ratio compared to the pG1 promoter can be determined by the following standard assay: Methanol The P. pastoris strain is screened in a deep 24-well plate at 25 ° C. with 2 mL of culture per well, shaking at 280 rpm. Glucose feed beads (6 mm, Kuhner, CH) are used to create glucose-restricted growth conditions. Flow cytometry is used to analyze cells for eGFP expression during inhibition (YP + 1% glycerol, exponential growth phase) and induction (YP + 1 feed beads over 20-28 hours). The specific eGFP fluorescence is calculated from the fluorescence intensity and forward scattering for at least 3000 data points of the flow cytometric data. Backscatter is a relative measure of cell volume. The specific GFP fluorescence is the fluorescence intensity (FI) divided by the forward scattering (FSC) to the 1.5th power, that is, equal to FI / FSC 1.5 (Hohenblom, H., N. Barth, and D. Matanovich (2003), Assessing vivivity and cell-associated product of recombinant protein producing, Pichia pastoris withJo2, flow cytometry. From this data, the geometric mean of population specific fluorescence is used and standardized by reducing the background signal of wild-type non-producing methanol-utilizing yeast (P. pastoris) cells. The specific eGFP fluorescence under glycerol conditions is referred to as "inhibition" and the specific eGFP fluorescence under restricted glucose conditions (glucose feed beads) is referred to as "induction". Therefore, only suppression and induction values of the same screening as well as flow cytometry measurements can be compared and used for calculations. To determine the relative pG1-x promoter intensity, the eGFP of the pG1-x promoter in the induced state by dividing the induced value of the strain containing the pG1-x promoter by the induced value of the strain containing the original pG1 promoter. Expression levels were compared to the original pG1 promoter. The induction ratio is calculated by dividing the induction value of the same strain / promoter by the suppression value. Inhibition, induction, relative pG1-x promoter intensities, and induction ratios for some promoter variants are shown in Table 6.

さらなる例は、配列番号49のヌクレオチド配列を含むかまたはこれらからなるpG1−xプロモーターを使用することにより、モデルタンパク質(POI)が、メタノール資化酵母(P.pastoris)において、非改変pG1プロモーター(基準;配列番号7)と比較して、はるかに高収量(3.5倍より大きい増大倍率;流加実験)で作製されたことを実証している。 A further example is that by using the pG1-x promoter comprising or consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 49, the model protein (POI) is transformed into the unmodified pG1 promoter in P. pastoris. Criteria; It is demonstrated that it was produced with a much higher yield (increase factor greater than 3.5 times; feeding experiment) compared to SEQ ID NO: 7).

例9
「高速発酵」と、標準的発酵との比較
概要:標準的な流加レジメを使用する代わりに、空時収量を最適化した流加プロトコールを援用することにより、配列番号39のpG1−3態様(pG1−D1240(配列番号49))によるプロモーターの制御下で、モデルタンパク質としての代替的な足場タンパク質の発現について、発酵時間の著明な低減を得ることができた。
Example 9
Comparison of "Fast Fermentation" with Standard Fermentation Summary: pG1-3 aspects of SEQ ID NO: 39 by using a fed-batch protocol with optimized air-batch yield instead of using a standard fed-batch regimen. Under the control of the promoter by (pG1-D1240 (SEQ ID NO: 49)), a significant reduction in fermentation time could be obtained for the expression of an alternative scaffold protein as a model protein.

pG1−D1240(配列番号49)の制御下で、モデルタンパク質を発現させるクローンを、流加培養のために選択した。流加培養は、最終作業容量を0.5Lとして、DASGIPリアクター(Eppendorf、Germany)内で実施した。培地および微量元素溶液は、グリセロール回分培地中のグリセロール濃度を1L当たり45gとしたことを除き、例7で既に記載した通りに調製した。培養時の溶存酸素レベルは、攪拌器の速度(400〜1200rpm)により、DO=30%に制御した。通気速度は、空気1vvmとし、温度は、25℃に制御し、5.0のpH設定点は、NH4OH(25%)の添加により制御した。バイオリアクターによる培養を開始するために、250mLの回分培地に、それぞれのメタノール資化酵母(P.pastoris)クローンの前培養物から、出発光学濃度(OD600)を1.0として接種した。グリセロールによる回分期は、約30時間にわたり、1L当たり25〜29gの乾燥バイオマス濃度に達した。グリセロール回分期に続き、制限グルコース流加を行った。2つの異なる流加培養方式:(A)一定のフィード速度を使用する、標準流加プロトコール、(B)空時収量を最適化した流加プロトコール(「高速発酵」)であって、グルコースフィード速度を、発酵の容量生産性を最大化するように最適化した流加プロトコールを比較した。 Under the control of pG1-D1240 (SEQ ID NO: 49), clones expressing the model protein were selected for fed-batch culture. Fed-batch culture was carried out in a DASGIP reactor (Eppendorf, Germany) with a final working volume of 0.5 L. The medium and trace element solution were prepared as previously described in Example 7, except that the glycerol concentration in the glycerol batch medium was 45 g per liter. The dissolved oxygen level during culturing was controlled to DO = 30% by the speed of the stirrer (400 to 1200 rpm). The aeration rate was 1 vvm of air, the temperature was controlled to 25 ° C., and the pH setting point of 5.0 was controlled by the addition of NH 4 OH (25%). To initiate culture in the bioreactor, 250 mL batch medium was inoculated from the preculture of each methanol-utilizing yeast (P. pastoris) clone with a starting optical concentration (OD600) of 1.0. The batch period with glycerol reached a dry biomass concentration of 25-29 g per liter over about 30 hours. Following the glycerol batch period, restricted glucose fed-batch was performed. Two different fed-batch culture methods: (A) standard fed-batch protocol using a constant feed rate, (B) fed-batch protocol with optimized space yield (“fast fermentation”), glucose feed rate. We compared fed-batch protocols optimized to maximize the volume productivity of fermentation.

標準培養には、一定のグルコースフィード速度1.25mL h-1を選択した。流加培養を100時間(総培養時間を126時間とする)にわたり維持する結果として、約90g L-1の最終乾燥バイオマス濃度をもたらした。「高速発酵」には、モデルベースの最適化アルゴリズム(Maurerら、Microbial Cell Factories、2006、5:37)を採用したが、ここで、容量を最適化したグルコースフィード速度F(t)は、線形増加関数:F(t)[mL h-1]=0.3234mL h-2×t+3.3921mL h-1で近似した。流加期をt=33時間(総培養時間を60時間とする)にわたり維持する結果として、約140g L-1の最終乾燥バイオマス濃度をもたらした。 For standard cultures, a constant glucose feed rate of 1.25 mL h -1 was selected. As a result of maintaining the fed-batch culture for 100 hours (with a total culture time of 126 hours), a final dry biomass concentration of about 90 g L-1 was obtained. A model-based optimization algorithm (Maurer et al., Microbial Cell Factories, 2006, 5:37) was used for "fast fermentation", where the volume-optimized glucose feed rate F (t) is linear. increasing function: approximated by F (t) [mL h -1 ] = 0.3234mL h -2 × t + 3.3921mL h -1. Maintaining the fed-batch period over t = 33 hours (with a total culture time of 60 hours) resulted in a final dry biomass concentration of approximately 140 g L-1.

試料は、回分の終点および流加期において採取した。産物力価は、HT low MW protein express試薬キットおよびCaliper LabChip GXIシステム(Perkin Elmer、USA)を使用して、清明化させた上清により解析した。絶対定量化のための基準となる標準物質として、代替的な足場タンパク質の精製標準物質を使用した。 Samples were taken at the end of the batch and at the fed-batch period. Product titers were analyzed with clarified supernatants using the HT low MW protein express reagent kit and the Caliper LabChip GXI system (Perkin Elmer, USA). An alternative scaffold protein purification reference was used as the reference reference for absolute quantification.

図9は、標準培養(A)および「高速発酵」(B)について、産物および総培養時間にわたるバイオマスの生成を示す。比較すると、「高速発酵」および標準発酵のそれぞれについて、60時間後および126時間後に、6.4g L-1および4.3g L-1の最終産物力価に達しえた。言い換えると、記載される標準的なフィードレジメを使用する代わりに、「高速発酵」について記載される通り、pG1−D1240(配列番号49)プロモーターの下における発現時に、グルコースフィードを補充したところ、著明に短い発酵時間(−66時間)で、1.4倍の力価(1.2倍の培養液力価に対応する)を見出すことができた。 FIG. 9 shows the product and biomass production over the total culture time for standard culture (A) and "fast fermentation" (B). By comparison, final product titers of 6.4 g L -1 and 4.3 g L -1 could be reached after 60 and 126 hours for "fast fermentation" and standard fermentation, respectively. In other words, instead of using the standard feed regimen described, the glucose feed was supplemented upon expression under the pG1-D1240 (SEQ ID NO: 49) promoter as described for "fast fermentation". In a clearly short fermentation time (-66 hours), 1.4 times the titer (corresponding to 1.2 times the culture solution titer) could be found.


表1:MatInspectorを使用して、pG1プロモーター配列内で同定されたTFBS。標的である、pG1欠失変異体の、炭素供給源と関連するTFBSを、太字体で示す。
Table 1: TFBS identified within the pG1 promoter sequence using MatInspector. The TFBS associated with the carbon source of the target pG1 deletion mutant is shown in bold.

表2:欠失突然変異体であるpG1−Δ1〜Δ12において影響を受けた、pG1プロモーター配列のTFBS。Genomatix製のMatInspectorを使用して、配列解析を行った。欠失のために選択された、グルコースおよび炭素に関連するTFBSを、太字体で示し、対応するID(1〜12)および欠失させた位置を、欄1および2に明記する。 Table 2: TFBS of the pG1 promoter sequence affected in the deletion mutants pG1-Δ1 to Δ12. Sequence analysis was performed using a MatInspector manufactured by Genomatic. The glucose and carbon related TFBS selected for the deletion are shown in bold and the corresponding IDs (1-12) and the deleted location are specified in columns 1 and 2.

表3:pG1 TFBS欠失変異体の位置およびTFBSの欠失
pG1 TFBSの欠失変異体(pG1−Δ1〜Δ12)における、標的であるTFBSおよび影響を受けたTFBSを列挙する。標的である、炭素供給源と関連するTFBSを、太字体で示す。全てのTFBSおよび欠失TFBSについての詳細な情報を、それぞれ、表1および表2に提示する。
Table 3: Location of pG1 TFBS Deletion Mutant and Deletion of TFBS The target TFBS and affected TFBS in the pG1 TFBS deletion mutant (pG1-Δ1 to Δ12) are listed. The target TFBS associated with the carbon source is shown in bold. Detailed information about all TFBSs and deleted TFBSs is presented in Tables 1 and 2, respectively.

表4:プライマー配列 Table 4: Primer sequence

表5:eGFPを発現させるpG1(ここでは、pG1 #8と称する)およびpG1−x変異体(ここではまた、pG1変異体とも称する)の流加培養
回分の終点および流加の終点について、相対eGFP蛍光を示す。回分の終点において、時点を0に設定した。pG1(#8)の制御下でeGFPを発現させるクローンを、pG1欠失変異体(pG1−Δ2)、TAT14突然変異体(pG1−T16)、および重複変異体(pG1−D1240)の制御下でeGFPを発現させるクローンと比較した。回分および流加におけるバイオマス濃度(YDM)は、予測した通りであった。
Table 5: Relative to the end of fed-batch culture batch and fed-batch of pG1 (here referred to as pG1 # 8) and pG1-x mutant (also referred to here as pG1 mutant) expressing eGFP. Shows eGFP fluorescence. At the end of the batch, the time point was set to 0. Clones expressing eGFP under the control of pG1 (# 8) are subjected to the control of the pG1 deletion mutant (pG1-Δ2), TAT14 mutant (pG1-T16), and duplicate mutant (pG1-D1240). Compared with clones expressing eGFP. Biomass concentration (YDM) in batches and fed-batch was as expected.

表6:深型ウェル比較スクリーニングによる、pG1と比較したプロモーター強度およびpG1変異体のプロモーター誘導比。pG1−x変異体(誘導された)の発現強度は、元のpG1プロモーターについて得られるeGFPの発現レベルと関連する。誘導比は、誘導および抑制状態におけるGFPレベルから計算する。 Table 6: Promoter intensity compared to pG1 and promoter induction ratio of pG1 mutants by deep well comparative screening. The expression intensity of the pG1-x mutant (induced) is related to the level of eGFP expression obtained for the original pG1 promoter. The induction ratio is calculated from the GFP level in the induced and suppressed states.

以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。The inventions described in the claims at the time of filing are added below.
[1] 配列番号1により特定される、メタノール資化酵母(Pichia pastoris)の、炭素供給源により調節可能なpG1プロモーターの機能的変異体である、単離および/または人工pG1−xプロモーターであって、そのpG1−xプロモーターは、少なくとも293bpの長さを有する配列番号1の少なくとも一部からなるかまたはこれを含み、以下のプロモーター領域:[1] An isolated and / or artificial pG1-x promoter that is a functional variant of the pG1 promoter regulated by a carbon source of methanol-utilizing yeast (Pichia pastoris) identified by SEQ ID NO: 1. The pG1-x promoter comprises or comprises at least a portion of SEQ ID NO: 1 having a length of at least 293 bp and comprises the following promoter regions:
a)配列番号2および配列番号3のヌクレオチド配列を含む、少なくとも1つのコア調節領域;ならびにa) At least one core regulatory region comprising the nucleotide sequences of SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3;
b)前記コア調節領域以外の、pG1−xプロモーター配列内の任意の領域である非コア調節領域、を特徴とし、b) A non-core regulatory region, which is an arbitrary region in the pG1-x promoter sequence other than the core regulatory region.
前記pG1−xプロモーターが、前記プロモーター領域のうちの何れかにおける、少なくとも1つの突然変異と、配列番号2および配列番号3における、少なくとも80%の配列同一性と、配列番号2または配列番号3以外の任意の領域における、少なくとも50%の配列同一性とを含み;さらに、The pG1-x promoter has at least one mutation in any of the promoter regions, at least 80% sequence identity in SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3, and other than SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 3. Includes at least 50% sequence identity in any region of the
前記pG1−xプロモーターが、前記pG1プロモーターと比較して、同じであるかまたは増大させた、プロモーター強度および誘導比を特徴とし、この場合、The pG1-x promoter is characterized by promoter intensity and induction ratio that is the same or increased as compared to the pG1 promoter, in this case.
・前記プロモーター強度が、誘導状態において、前記pG1プロモーターと比較して、少なくとも1.1倍増大しており、かつ/または-The promoter strength is increased at least 1.1 times and / or in the induced state as compared with the pG1 promoter.
・前記誘導比が、前記pG1プロモーターと比較して、少なくとも1.1倍増大している、The induction ratio is increased by at least 1.1 times as compared to the pG1 promoter.
pG1−xプロモーター。pG1-x promoter.
[2] 配列番号2および/または配列番号3が、1つ以上の転写因子結合性部位(TFBS)を含む、[1]に記載のpG1−xプロモーター。[2] The pG1-x promoter according to [1], wherein SEQ ID NO: 2 and / or SEQ ID NO: 3 comprises one or more transcription factor binding sites (TFBS).
[3] 前記コア調節領域が、配列番号4のヌクレオチド配列、または1つ以上のTFBSを含む、その機能的変異体、好ましくは、少なくとも80%の配列同一性を伴う機能的変異体を含む、[1]または[2]に記載のpG1−xプロモーター。[3] The core regulatory region comprises a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4, or a functional variant thereof comprising one or more TFBSs, preferably a functional variant with at least 80% sequence identity. The pG1-x promoter according to [1] or [2].
[4] 前記コア調節領域を、配列番号5、または前記1つ以上のTFBSを含む、その機能的変異体、好ましくは、少なくとも80%の配列同一性を伴う機能的変異体により表される主要調節領域へと組み込んだ、[1]〜[3]の何れか一つに記載のpG1−xプロモーター。[4] The core regulatory region is represented by a functional variant thereof comprising SEQ ID NO: 5 or one or more of the TFBSs, preferably a functional variant with at least 80% sequence identity. The pG1-x promoter according to any one of [1] to [3], which is incorporated into the regulatory region.
[5] 前記1つ以上のTFBSが、Rgt1、Cat8−1、およびCat8−2からなる群から選択される転写因子のうちの何れかに対するTFBSである、[1]〜[4]の何れか一つに記載のpG1−xプロモーター。[5] Any of [1] to [4], wherein the one or more TFBS is a TFBS for any of the transcription factors selected from the group consisting of Rgt1, Cat8-1, and Cat8-2. The pG1-x promoter according to one.
[6] pG1配列の5’端において、1つ以上のヌクレオチドの欠失を含む前記pG1プロモーターの機能的変異体であって、好ましくは、前記pG1配列の3’側領域、または前記3’側領域の機能的変異体のうちの、少なくとも293ヌクレオチドを残す、[1]〜[5]の何れか一つに記載のpG1−xプロモーター。[6] A functional variant of the pG1 promoter containing a deletion of one or more nucleotides at the 5'end of the pG1 sequence, preferably the 3'side region of the pG1 sequence, or the 3'side. The pG1-x promoter according to any one of [1] to [5], which leaves at least 293 nucleotides among the functional variants of the region.
[7] 前記コア調節領域が、配列番号2のヌクレオチド配列と配列番号3のヌクレオチド配列との間に、1つ以上のヌクレオチドの欠失を含む、[1]〜[6]の何れか一つに記載のpG1−xプロモーター。[7] Any one of [1] to [6], wherein the core regulatory region contains a deletion of one or more nucleotides between the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 and the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3. The pG1-x promoter according to.
[8] 前記コア調節領域または主要調節領域の、少なくとも2つのコピーを含む、[1]〜[7]の何れか一つに記載のpG1−xプロモーター。[8] The pG1-x promoter according to any one of [1] to [7], which comprises at least two copies of the core or major regulatory region.
[9] 配列番号12〜29のうちの何れかにより特定される、少なくとも1つまたは少なくとも2つのTモチーフを含む、[1]〜[8]の何れか一つに記載のpG1−xプロモーター。[9] The pG1-x promoter according to any one of [1] to [8], comprising at least one or at least two T motifs, identified by any of SEQ ID NOs: 12-29.
[10] Tモチーフが、前記コア調節領域の上流に配置され、任意に、主要調節領域の上流に配置される、[1]〜[9]の何れか一つに記載のpG1−xプロモーター。[10] The pG1-x promoter according to any one of [1] to [9], wherein the T motif is arranged upstream of the core regulatory region and optionally upstream of the major regulatory region.
[11] Tモチーフが、前記コア調節領域の下流に配置され、任意に、主要調節領域の下流に配置される、[1]〜[9]の何れか一つに記載のpG1−xプロモーター。[11] The pG1-x promoter according to any one of [1] to [9], wherein the T motif is arranged downstream of the core regulatory region and optionally downstream of the major regulatory region.
[12] 翻訳開始部位の少なくとも一部を含む、3’末端のヌクレオチド配列を含む、[1]〜[11]の何れか一つに記載のpG1−xプロモーター。[12] The pG1-x promoter according to any one of [1] to [11], which comprises a nucleotide sequence at the 3'end containing at least a part of a translation initiation site.
[13] 2000bp以下の長さを有する、[1]〜[12]の何れか一つに記載のpG1−xプロモーター。[13] The pG1-x promoter according to any one of [1] to [12], which has a length of 2000 bp or less.
[14] a)配列番号37〜44、好ましくは、配列番号45〜76のうちの何れか;[14] a) Any of SEQ ID NOs: 37 to 44, preferably SEQ ID NOs: 45 to 76;
b)配列番号77〜80、好ましくは、配列番号81〜112のうちの何れか;b) Any of SEQ ID NOs: 77-80, preferably SEQ ID NOs: 81-112;
c)配列番号113〜114、好ましくは、配列番号115〜130のうちの何れか;c) Any of SEQ ID NOs: 113-114, preferably SEQ ID NOs: 115-130;
d)配列番号131〜132、好ましくは、配列番号133〜148のうちの何れか;d) Any of SEQ ID NOs: 131-132, preferably SEQ ID NOs: 133-148;
e)配列番号149〜150、好ましくは、配列番号151〜166のうちの何れか;e) Any of SEQ ID NOs: 149-150, preferably SEQ ID NOs: 151-166;
f)配列番号167〜168、好ましくは、配列番号169〜184のうちの何れか;f) Any of SEQ ID NOs: 167 to 168, preferably SEQ ID NOs: 169 to 184;
g)配列番号185〜186、好ましくは、配列番号187〜202のうちの何れか;g) Any of SEQ ID NOs: 185 to 186, preferably SEQ ID NOs: 187 to 202;
h)配列番号203〜204、好ましくは、配列番号205〜220のうちの何れか;h) Any of SEQ ID NOs: 203-204, preferably SEQ ID NOs: 205-220;
i)配列番号221〜222、好ましくは、配列番号223〜238のうちの何れか;i) Any of SEQ ID NOs: 221 to 222, preferably SEQ ID NOs: 223 to 238;
j)配列番号239〜240、好ましくは、配列番号241〜256のうちの何れか;およびj) Any of SEQ ID NOs: 239-240, preferably SEQ ID NOs: 241-256; and
k)配列番号32〜36もしくは配列番号257〜259;k) SEQ ID NOs: 32-36 or SEQ ID NOs: 257-259;
のうちの何れかからなる群から選択されるヌクレオチド配列を含むかまたはこれらからなる;Containing or consisting of nucleotide sequences selected from the group consisting of any of the following;
またはOr
l)上記a)〜k)のうちの何れかの機能的変異体である、単離および/または人工pG1−xプロモーターであって、l) An isolated and / or artificial pG1-x promoter that is a functional variant of any of the above a) to k).
配列番号1により特定される、メタノール資化酵母(Pichia pastoris)の、炭素供給源により調節可能なpG1プロモーターの機能的変異体である機能的変異体である、pG1−xプロモーター。The pG1-x promoter, which is a functional variant of the pichia pastoris identified by SEQ ID NO: 1, which is a functional variant of the pG1 promoter regulated by a carbon source.
[15] 前記ヌクレオチド配列のうちの何れかの機能的変異体、好ましくは、配列番号45〜76のうちの何れかの機能的変異体であって、以下の特色:[15] A functional variant of any of the nucleotide sequences, preferably any of the functional variants of SEQ ID NOs: 45-76, characterized by:
a)前記配列が、プロモーター配列の5’端において、1つ以上のヌクレオチドの欠失を含み、好ましくは、前記プロモーター配列の3’側領域、または前記3’側領域の機能的変異体のうちの、少なくとも293ヌクレオチドを残す、上記a)〜k)の前記pG1−xプロモーターのうちの何れかのプロモーター配列の機能的変異体であること;a) The sequence contains a deletion of one or more nucleotides at the 5'end of the promoter sequence, preferably among functional variants of the 3'side region of the promoter sequence, or the 3'side region. Being a functional variant of any of the promoter sequences of the pG1-x promoters a) to k) above, leaving at least 293 nucleotides;
b)前記配列が、1つ以上のTFBSを含み、好ましくは、前記TFBSが、Rgt1、Cat8−1、およびCat8−2からなる群から選択される転写因子のうちの何れかに対するTFBSであること;b) The sequence comprises one or more TFBSs, preferably the TFBS is a TFBS for any of the transcription factors selected from the group consisting of Rgt1, Cat8-1, and Cat8-2. ;
c)コア調節領域が、配列番号4のヌクレオチド配列、または1つ以上のTFBSを含む、その機能的変異体、好ましくは、少なくとも80%の配列同一性を伴う機能的変異体を含むこと;c) The core regulatory region comprises a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4, or a functional variant thereof comprising one or more TFBSs, preferably a functional variant with at least 80% sequence identity;
d)前記コア調節領域を、配列番号5、または前記TFBSを含む、その機能的変異体、好ましくは、少なくとも80%の配列同一性を伴う機能的変異体により表される主要調節領域へと組み込んでいること;d) Incorporate the core regulatory region into a major regulatory region represented by SEQ ID NO: 5, or a functional variant thereof comprising said TFBS, preferably a functional variant with at least 80% sequence identity. Being;
e)前記コア調節領域が、配列番号2のヌクレオチド配列と配列番号3のヌクレオチド配列との間に、1つ以上のヌクレオチドの欠失を含むこと;e) The core regulatory region comprises a deletion of one or more nucleotides between the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 and the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3;
f)前記配列が、前記コア調節領域または前記主要調節領域の、少なくとも2つのコピーを含むこと;f) The sequence comprises at least two copies of the core regulatory region or the major regulatory region;
g)前記配列が、配列番号12〜29のうちの何れかにより特定される、少なくとも1つまたは少なくとも2つのTモチーフを含み、好ましくは、前記Tモチーフが、前記コア調節領域の上流または下流に配置され、任意に、前記主要調節領域の上流または下流に配置されること;g) The sequence comprises at least one or at least two T-motifs identified by any of SEQ ID NOs: 12-29, preferably said T-motif upstream or downstream of said core regulatory region. Arranged and optionally located upstream or downstream of said major regulatory region;
h)前記配列が、翻訳開始部位の少なくとも一部を含む、3’末端のヌクレオチド配列を含むこと;h) The sequence comprises a 3'end nucleotide sequence containing at least a portion of the translation initiation site;
i)前記配列を、2000bp以下の長さへと伸長させていることi) The sequence is extended to a length of 2000 bp or less.
のうちの1つ以上を特徴とする機能的変異体である、[14]に記載のpG1−xプロモーター。The pG1-x promoter according to [14], which is a functional variant characterized by one or more of the above.
[16] [1]〜[15]の何れか一つに記載のpG1−xプロモーターを含む、単離pG1−xプロモーター核酸、または相補的配列を含む核酸。[16] An isolated pG1-x promoter nucleic acid containing the pG1-x promoter according to any one of [1] to [15], or a nucleic acid containing a complementary sequence.
[17] 対象のタンパク質(POI:protein of interest)をコードするヌクレオチド配列に、作動可能に連結されており、前記POIをコードする前記ヌクレオチド配列と、天然では会合しない、[16]に記載のpG1−xプロモーター核酸。[17] The pG1 according to [16], which is operably linked to a nucleotide sequence encoding a protein of interest (POI) and does not naturally associate with the nucleotide sequence encoding the POI. -X promoter nucleic acid.
[18] 前記POIの分泌を可能とするシグナルペプチドをコードするヌクレオチド配列をさらに含み、好ましくは、前記シグナルペプチドをコードするヌクレオチド配列が、前記POIをコードする前記ヌクレオチド配列の5’端に隣接して配置される、[17]に記載の核酸。[18] Further comprising a nucleotide sequence encoding a signal peptide that allows the secretion of the POI, preferably the nucleotide sequence encoding the signal peptide is flanked by the 5'end of the nucleotide sequence encoding the POI. The nucleic acid according to [17].
[19] [16]〜[18]の何れか一つに記載の核酸を含む発現構築物、好ましくは、自己複製ベクターもしくは自己複製プラスミド、または宿主細胞の染色体DNAへと組み込まれる、ベクターもしくはプラスミドである発現構築物。[19] An expression construct containing the nucleic acid according to any one of [16] to [18], preferably a self-replicating vector or self-replicating plasmid, or a vector or plasmid that is integrated into the chromosomal DNA of a host cell. An expression construct.
[20] [19]に記載の発現構築物を含む組換え宿主細胞、好ましくは、真核細胞、より好ましくは、酵母細胞または糸状真菌細胞、より好ましくは、サッカロミセス(Saccharomyces)属またはピキア(Pichia)属の酵母細胞である、組換え宿主細胞。[20] Recombinant host cells containing the expression construct according to [19], preferably eukaryotic cells, more preferably yeast cells or filamentous fungal cells, more preferably Saccharomyces or Pichia. Recombinant host cells, which are yeast cells of the genus.
[21] [20]に記載の組換え宿主細胞系を培養すること(culturing)により、POIを作製する方法であって、[21] A method for producing POI by culturing the recombinant host cell line according to [20].
a)前記POIを発現させる条件下で、前記細胞系を培養する(cultivating)工程と、a) The step of cultivating the cell line under the condition of expressing the POI, and
b)前記POIを回収する工程とb) With the step of collecting the POI
を含む方法。How to include.
[22] 培養が、[22] Culture
a)基本炭素供給源を使用することでpG1−xプロモーターを抑制する、第1の工程と、これに続くa) Suppression of the pG1-x promoter by using a basal carbon source, the first step followed by
b)補充炭素供給源を使用しないか、または限定量の補充炭素供給源を使用することで前記pG1−xプロモーターの抑制を解除して、前記POIの産生を誘導する第2の工程とb) With the second step of inducing the production of the POI by releasing the suppression of the pG1-x promoter by not using the supplemental carbon source or by using a limited amount of the supplementary carbon source.
を含む、[21]に記載の方法。21. The method according to [21].
[23] 前記第2の工程b)が、増殖制限量の前記補充炭素供給源を供給して、比増殖速度を、0.001h[23] The second step b) supplies the supplementary carbon source in a growth limiting amount to increase the specific growth rate to 0.001 h. −1-1 〜0.2h~ 0.2h −1-1 、好ましくは、0.005h, Preferably 0.005h −1-1 〜0.15h~ 0.15h −1-1 の範囲内に保つ、フィード培地を援用する、[22]に記載の方法。The method according to [22], wherein the feed medium is used, which is kept within the range of.
[24] a)前記基本炭素供給源を、グルコース、グリセロール、エタノール、これらの混合物、および複合栄養物材料からなる群から選択し;[24] a) The basal carbon source is selected from the group consisting of glucose, glycerol, ethanol, mixtures thereof, and complex nutritional materials;
b)前記補充炭素供給源が、ヘキソース、たとえば、グルコース、果糖、ガラクトースもしくはマンノース、二糖、たとえば、サッカロース、アルコール、たとえば、グリセロールもしくはエタノール、または前出のうちの何れかの混合物である、b) The supplemental carbon source is a hexose, such as glucose, fructose, galactose or mannose, a disaccharide, such as saccharose, alcohol, such as glycerol or ethanol, or a mixture of any of the above.
[22]または[23]に記載の方法。The method according to [22] or [23].
[25] 前記培養を、バイオリアクター内で、前記第1の工程としての回分期で始め、前記第2の工程としての流加期または連続培養期を後続させて実施する、[22]〜[24]の何れか一つに記載の方法。[25] The culture is carried out in a bioreactor in a batch period as the first step, followed by a fed-batch period or a continuous culture period as the second step, [22] to [ 24] The method according to any one of.
[26] 前記基本炭素供給源を、前記細胞系が消費するまで、前記回分期を実施する、[25]に記載の方法。[26] The method according to [25], wherein the batch period is carried out until the cell line consumes the basic carbon source.
[27] 前記回分期が、酸素分圧(pO2)シグナルの持続的減少を特徴とし、前記回分期の終点が、pO2の増大を特徴とする、[25]または[26]に記載の方法。[27] The method according to [25] or [26], wherein the batch period is characterized by a sustained decrease in oxygen partial pressure (pO2) signal, and the end point of the batch period is characterized by an increase in pO2.
[28] 回分期中に、前記pO2を、65%未満または低飽和へと減少させるのに続き、回分の終点では、65%を上回る増大または高飽和をもたらす、[27]に記載の方法。[28] The method of [27], wherein during the batch period, the pO2 is reduced to less than 65% or low saturation, followed by an increase or high saturation of greater than 65% at the end of the batch.
[29] 前記回分期を、約20〜36時間にわたり実施する、[25]〜[28]の何れか一つに記載の方法。[29] The method according to any one of [25] to [28], wherein the batch period is carried out for about 20 to 36 hours.
[30] 前記回分期を、回分培地1L中45gのグリセロールを使用して実施し、培養を、25℃で、約27〜30時間にわたり、または30℃で、約23〜36時間にわたり実施する、[25]〜[29]の何れか一つに記載の方法。[30] The batch period is carried out with 45 g of glycerol in 1 L of batch medium and the culture is carried out at 25 ° C. for about 27-30 hours or at 30 ° C. for about 23-36 hours. The method according to any one of [25] to [29].
[31] 前記流加期中の前記培養を、約15〜80時間、約15〜70時間、約15〜60時間、約15〜50時間、約15〜45時間、約15〜40時間、約15〜35時間、約15〜30時間、約15〜35時間、約15〜25時間、または約15〜20時間;好ましくは、約20〜40時間のうちの何れかにわたり実施する、[25]〜[30]の何れか一つに記載の方法。[31] The culture during the fed-batch period is carried out for about 15 to 80 hours, about 15 to 70 hours, about 15 to 60 hours, about 15 to 50 hours, about 15 to 45 hours, about 15 to 40 hours, about 15 hours. ~ 35 hours, about 15-30 hours, about 15-35 hours, about 15-25 hours, or about 15-20 hours; preferably over any of about 20-40 hours, [25] ~ The method according to any one of [30].
[32] 前記流加期中の前記培養を、約80時間、約70時間、約60時間、約55時間、約50時間、約45時間、約40時間、約35時間、約30時間、約25時間、約20時間、または約15時間のうちの何れかにわたり実施する、[25]〜[31]の何れか一つに記載の方法。[32] The culture during the fed-batch period was carried out for about 80 hours, about 70 hours, about 60 hours, about 55 hours, about 50 hours, about 45 hours, about 40 hours, about 35 hours, about 30 hours, about 25. The method according to any one of [25] to [31], which is carried out over an hour, about 20 hours, or about 15 hours.
[33] 前記第2の工程b)が、増殖制限量の前記補充炭素供給源を供給して、比増殖速度を、0.04h[33] The second step b) supplies a growth limiting amount of the supplemental carbon source to increase the specific growth rate to 0.04 h. −1-1 〜0.2h~ 0.2h −1-1 の範囲内に保つフィード培地を流加期において援用する、[25]〜[32]の何れか一つに記載の方法。The method according to any one of [25] to [32], wherein a feed medium kept within the range of is used in the fed-batch period.
[34] 約30mg(L h)[34] Approximately 30 mg (L h) −1-1 の空時収量を達成する、[25]〜[33]の何れか一つに記載の方法。The method according to any one of [25] to [33], which achieves the air-time yield of.
[35] 前記流加期中の前記培養を、約30時間にわたり実施する、[34]の何れか一つに記載の方法。[35] The method according to any one of [34], wherein the culture during the fed-batch period is carried out for about 30 hours.
[36] 組換え宿主細胞が、サッカロミセス(Saccharomyces)属またはピキア(Pichia)属またはコマガタエラ(Komagataella)属のうちの何れかの酵母、好ましくは、メタノール資化酵母(Pichia pastoris)またはコマガタエラ・パストリス(Komagataella pastoris)である、[25]〜[35]の何れか一つに記載の方法。[36] The recombinant host cell is a yeast of either the genus Saccharomyces or the genus Pichia or the genus Komagataella, preferably the methanol-utilizing yeast (Pichia pastoris) or Komagataera pastoris ( The method according to any one of [25] to [35], which is Komagataella pastoris).
[37] 前記pG1−xプロモーターが、配列番号37〜44のうちの何れか、好ましくは、配列番号45〜76のうちの何れかである、[25]〜[36]の何れか一つに記載の方法。[37] The pG1-x promoter may be any one of [25] to [36], which is any one of SEQ ID NOs: 37 to 44, preferably any of SEQ ID NOs: 45 to 76. The method described.
[38] 前記pG1−xプロモーターが、配列番号39、好ましくは、配列番号49により特徴付けられる、[37]に記載の方法。[38] The method of [37], wherein the pG1-x promoter is characterized by SEQ ID NO: 39, preferably SEQ ID NO: 49.
[39] 前記POIを、前記細胞の天然pGAPプロモーターと比較して、少なくとも15%の転写速度で作製する、[21]〜[38]の何れか一つに記載の方法。[39] The method according to any one of [21] to [38], wherein the POI is produced at a transcription rate of at least 15% as compared to the native pGAP promoter of the cell.
[40] 前記POIが、好ましくは、抗体もしくはその断片、酵素およびペプチド、タンパク質抗生剤、毒素融合タンパク質、炭水化物−タンパク質コンジュゲート、構造タンパク質、調節タンパク質、ワクチンおよびワクチン様タンパク質もしくは粒子、プロセシング酵素、増殖因子、ホルモン、ならびにサイトカイン、またはPOIの代謝物を含む治療用タンパク質から選択される異種タンパク質である、[21]〜[39]の何れか一つに記載の方法。[40] The POI is preferably an antibody or fragment thereof, enzymes and peptides, protein antibiotics, toxin fusion proteins, carbohydrate-protein conjugates, structural proteins, regulatory proteins, vaccines and vaccine-like proteins or particles, processing enzymes, The method according to any one of [21] to [39], which is a heterologous protein selected from therapeutic proteins including growth factors, hormones, and cytokines, or metabolites of POI.

Claims (24)

単離および/または人工pG1−xプロモーターであって、pG1−xプロモーターは、以下のプロモーター領域:
a)少なくとも2つのコア調節プロモーター領域、ここで、前記各コア調節プロモーター領域は配列番号2および配列番号3のヌクレオチド配列を含み、かつ、前記コア調節プロモーター領域は配列番号1のヌクレオチド配列内の対応する領域であって配列番号4のヌクレオチド配列を含む領域と少なくとも90%の配列同一性を有する;ならびに
b)前記少なくとも2つのコア調節プロモーター領域以外の、pG1−xプロモーター配列内の任意の領域である非コア調節プロモーター領域、ここで、前記非コア調節プロモーター領域は配列番号1のヌクレオチド配列内の対応する領域と少なくとも50%の配列同一性を有する、
を含み、
前記pG1−xプロモーターは、配列番号1で表されるpG1プロモーターの293bpの部分と少なくとも90%の配列同一性を有する少なくとも293bpの部分を含み、ここで、前記pG1プロモーターの293bpの部分は配列番号1のヌクレオチド配列の639〜756位を含み;かつ、
前記pG1−xプロモーターは、前記pG1プロモーターと比較して、誘導状態において少なくとも1.1倍増大するプロモーター強度の増加、および/または、前記pG1プロモーターと比較して、少なくとも1.1倍増大する誘導比の増加を特徴とする、
pG1−xプロモーター。
An isolated and / or artificial pG1-x promoter, the pG1-x promoter is one of the following promoter regions:
a) At least two core regulatory promoter regions, wherein each core regulatory promoter region comprises the nucleotide sequences of SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3, and the core regulatory promoter region corresponds within the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1. Has at least 90% sequence identity with the region containing the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4; and b) in any region within the pG1-x promoter sequence other than the at least two core-regulating promoter regions. A non-core regulatory promoter region, wherein said non-core regulatory promoter region has at least 50% sequence identity with the corresponding region within the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.
Including
The pG1-x promoter contains at least a portion of 293bp to have a 2 93 bp portion and at least 90% sequence identity pG1 promoter of SEQ ID NO: 1, wherein the portion of 293bp of the pG1 promoter Containing positions 639-756 of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1;
The pG1-x promoter increases promoter strength by at least 1.1-fold in the inducible state as compared to the pG1 promoter and / or induces an increase of at least 1.1-fold as compared to the pG1 promoter. Characterized by an increase in the ratio,
pG1-x promoter.
配列番号2および/または配列番号3のヌクレオチド配列が、1つ以上の転写因子結合性部位(TFBS)を含む、請求項1に記載のpG1−xプロモーター。 The pG1-x promoter according to claim 1, wherein the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 and / or SEQ ID NO: 3 comprises one or more transcription factor binding sites (TFBS). 前記コア調節プロモーター領域の少なくとも1つが、(i)配列番号4のヌクレオチド配列、または(ii)配列番号2および配列番号3のヌクレオチド配列を含み、配列番号4のヌクレオチド配列と少なくとも90%の配列同一性を有する配列番号4のヌクレオチド配列の機能的変異体を含み、前記コア調節プロモーター領域は1つ以上のTFBSを含む、請求項1に記載のpG1−xプロモーター。 At least one of the core regulatory promoter regions comprises (i) the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4 or (ii) the nucleotide sequences of SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3 and is at least 90 % sequence identical to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4. The pG1-x promoter according to claim 1, wherein the core regulatory promoter region comprises one or more TFBSs comprising a functional variant of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4 having sex. 前記コア調節プロモーター領域の少なくとも1つが、(i)配列番号5のヌクレオチド配列、または(ii)配列番号2および配列番号3のヌクレオチド配列を含み、配列番号5のヌクレオチド配列と少なくとも80%の配列同一性を有する配列番号5のヌクレオチド配列の機能的変異体を含む主要調節領域に組み込まれ、前記コア調節プロモーター領域は1つ以上のTFBSを含む、請求項1に記載のpG1−xプロモーター。 At least one of the core regulatory promoter regions comprises (i) the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5 or (ii) the nucleotide sequences of SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3 and is at least 80% sequence identical to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5. The pG1-x promoter according to claim 1, wherein the core regulatory promoter region comprises one or more TFBSs incorporated into a major regulatory region comprising a functional variant of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5 having sex. グルコース輸送転写調節因子(Rgt1)、亜鉛クラスター転写活性化因子1(Cat8−1)、および亜鉛クラスター転写活性化因子2(Cat8−2)からなる群から選択される転写因子に対するTFBSを含む、請求項1に記載のpG1−xプロモーター。 Claimed to include a TFBS for a transcription factor selected from the group consisting of glucose transporter transcriptional regulator (Rgt1), zinc cluster transcriptional activator 1 (Cat8-1), and zinc cluster transcriptional activator 2 (Cat8-2). Item 1. The pG1-x promoter according to Item 1. 前記コア調節プロモーター領域の少なくとも1つが、配列番号2および配列番号3のヌクレオチド配列を含み、配列番号2のヌクレオチド配列と配列番号3のヌクレオチド配列との間に、1つ以上のヌクレオチドの欠失を含む、請求項1に記載のpG1−xプロモーター。 At least one of the core regulatory promoter regions comprises the nucleotide sequences of SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3, with one or more nucleotide deletions between the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 and the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3. The pG1-x promoter according to claim 1, which comprises. 前記主要調節領域の少なくとも2つのコピーを含む、請求項4に記載のpG1−xプロモーター。 The pG1-x promoter according to claim 4, which comprises at least two copies of the major regulatory region. 配列番号12〜29のヌクレオチド配列のうちの何れか1つにより特定される、少なくとも1つまたは少なくとも2つのチミン(T)モチーフを含む、請求項1に記載のpG1−xプロモーター。 The pG1-x promoter according to claim 1, comprising at least one or at least two thymine (T) motifs identified by any one of the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 12-29. 前記Tモチーフが、前記少なくとも1つのまたは両方のコア調節プロモーター領域の上流に配置される、請求項8に記載のpG1−xプロモーター。 The pG1-x promoter according to claim 8, wherein the T motif is located upstream of the at least one or both core regulatory promoter regions. 前記Tモチーフが、前記少なくとも1つのまたは両方のコア調節プロモーター領域の下流に配置される、請求項8に記載のpG1−xプロモーター。 The pG1-x promoter according to claim 8, wherein the T motif is located downstream of the at least one or both core regulatory promoter regions. a)配列番号37〜44、または配列番号45〜76のうちの何れか;
b)配列番号77〜80、または配列番号81〜112のうちの何れか;
c)配列番号113〜114、または配列番号115〜130のうちの何れか;
d)配列番号131〜132、または配列番号133〜148のうちの何れか;または
e)配列番号185〜186、または配列番号187〜202のうちの何れか;
f)前出のいずれかと少なくとも90%の配列同一性を有し、かつ、コア調節プロモーター領域である配列番号2および配列番号3のヌクレオチド配列を含むヌクレオチド配列
からなる群から選択されるヌクレオチド配列を含むかまたはこれらからなる単離および/または人工pG1−xプロモーターであって、
前記単離および/または人工pG1−xプロモーターは、配列番号1で表されるpG1プロモーターと比較して、誘導状態において少なくとも1.1倍増大するプロモーター強度の増加、および/または、前記pG1プロモーターと比較して、少なくとも1.1倍増大する誘導比の増加を特徴とする、
pG1−xプロモーター
a) Any of SEQ ID NOs: 37-44 or SEQ ID NOs: 45-76;
b) Either SEQ ID NO: 77-80 or SEQ ID NOs: 81-112;
c) Either SEQ ID NO: 113-114 or SEQ ID NO: 115-130;
d) any of SEQ ID NOs: 131-132, or SEQ ID NOs: 133-148; or e) any of SEQ ID NOs: 185-186, or SEQ ID NOs: 187-202;
f) A nucleotide sequence selected from the group consisting of a nucleotide sequence having at least 90% sequence identity with any of the above and containing the nucleotide sequences of SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3 which are core regulatory promoter regions. or an isolated and / or artificial pG1-x promoter that Do these include,
The isolated and / or artificial pG1-x promoter increases promoter strength by at least 1.1-fold in the induced state as compared to the pG1 promoter represented by SEQ ID NO: 1 and / or with the pG1 promoter. It is characterized by an increase in the inducer ratio, which increases by at least 1.1 times in comparison.
pG1-x promoter .
前記ヌクレオチド配列は、配列番号45〜76のヌクレオチド配列の何れかと少なくとも90%の配列同一性を有し、以下:
a)前記配列が、1つ以上のTFBSを含み、前記1つ以上のTFBSが、Rgt1、Cat8−1、およびCat8−2からなる群から選択される転写因子のうちの何れかに対するTFBSであること;
b)前記コア調節プロモーター領域の少なくとも1つが、配列番号4のヌクレオチド配列、または1つ以上のTFBSを含む、配列番号4のヌクレオチド配列と少なくとも80%の配列同一性を有するその機能的変異体を含むこと;
c)前記コア調節プロモーター領域の少なくとも1つが、配列番号5のヌクレオチド配列、または1つ以上のTFBSを含む、配列番号5のヌクレオチド配列と少なくとも80%の配列同一性を有するその機能的変異体を含む主要調節領域に組み込まれていること; d)前記コア調節プロモーター領域の少なくとも1つが、配列番号2および配列番号3のヌクレオチド配列を含み、配列番号2のヌクレオチド配列と配列番号3のヌクレオチド配列との間に、1つ以上のヌクレオチドの欠失を含むこと;
e)前記配列が、配列番号5のヌクレオチド配列、または配列番号5のヌクレオチド配列と少なくとも80%の配列同一性を有するその機能的変異体含む、主要調節領域を少なくとも2つ含むこと;
f)前記配列が、配列番号12〜29のヌクレオチド配列のうちの何れか1つにより特定される、少なくとも1つまたは少なくとも2つのTモチーフを含むこと;
g)前記配列が、翻訳開始部位の少なくとも一部を含む、3’末端のヌクレオチド配列を含むこと;
h)前記配列は、最大で2000bpの長さを有すること
のうちの1つ以上を含む、請求項11に記載のpG1−xプロモーター。
The nucleotide sequence has at least 90% sequence identity with any of the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 45-76 and:
a) The sequence comprises one or more TFBSs, the one or more TFBS being a TFBS for any of the transcription factors selected from the group consisting of Rgt1, Cat8-1, and Cat8-2. thing;
b) A functional variant in which at least one of the core regulatory promoter regions has at least 80% sequence identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4, including the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4, or one or more TFBSs. Include;
c) A functional variant in which at least one of the core regulatory promoter regions has at least 80% sequence identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5, including the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5, or one or more TFBSs. Incorporated into the major regulatory region containing; d) At least one of the core regulatory promoter regions comprises the nucleotide sequences of SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3, and the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 and the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 Includes deletion of one or more nucleotides between;
e) The sequence comprises at least two major regulatory regions comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5 or its functional variant having at least 80% sequence identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5;
f) The sequence comprises at least one or at least two T motifs identified by any one of the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 12-29;
g) The sequence comprises a 3'-terminal nucleotide sequence containing at least a portion of the translation initiation site;
h) The pG1-x promoter according to claim 11, wherein the sequence comprises one or more of having a length of up to 2000 bp.
請求項1に記載のpG1−xプロモーターを含む、単離pG1−xプロモーター核酸、またはその相補的配列を含む核酸。 An isolated pG1-x promoter nucleic acid containing the pG1-x promoter according to claim 1, or a nucleic acid containing a complementary sequence thereof. 対象のタンパク質(POI:protein of interest)をコードするヌクレオチド配列に、作動可能に連結されており、前記POIをコードするヌクレオチド配列と、天然では会合しない、請求項13に記載のpG1−xプロモーター核酸。 The pG1-x promoter nucleic acid according to claim 13, which is operably linked to a nucleotide sequence encoding a protein of interest (POI) and does not naturally associate with the nucleotide sequence encoding the POI. .. 請求項13に記載の核酸を含む発現構築物。 An expression construct comprising the nucleic acid according to claim 13. 請求項15に記載の発現構築物を含む組換え宿主細胞。 A recombinant host cell comprising the expression construct according to claim 15. 請求項16に記載の組換え宿主細胞系を培養すること(culturing)により、POIを作製する方法であって、
a)前記POIを発現させる条件下で、前記細胞系を培養する(cultivating)工程と、
b)前記POIを回収する工程と
を含む方法。
A method for producing POI by culturing the recombinant host cell line according to claim 16.
a) The step of cultivating the cell line under the condition of expressing the POI, and
b) A method including a step of collecting the POI.
培養が、
a)基本炭素供給源を使用することでpG1−xプロモーターを抑制する、第1の工程と、これに続く
b)補充炭素供給源を使用しないか、または限定量の補充炭素供給源を使用することで前記pG1−xプロモーターの抑制を解除して、前記POIの産生を誘導する第2の工程と
を含む、請求項17に記載の方法。
Culture
a) First step of suppressing the pG1-x promoter by using a basal carbon source and subsequent b) No supplemental carbon source or a limited amount of supplemental carbon source The method according to claim 17, further comprising a second step of releasing the suppression of the pG1-x promoter and inducing the production of the POI.
前記pG1−xプロモーターが、配列番号37〜44のヌクレオチド配列のうちの何れかである、請求項18に記載の方法。 The method of claim 18, wherein the pG1-x promoter is any of the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 37-44. 前記pG1−xプロモーターが、配列番号39のヌクレオチド配列により特徴付けられる、請求項19に記載の方法。 19. The method of claim 19, wherein the pG1-x promoter is characterized by the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 39. 前記宿主細胞が真核細胞である、請求項16に記載の組換え宿主細胞。 The recombinant host cell according to claim 16, wherein the host cell is a eukaryotic cell. 前記真核細胞が酵母細胞または糸状真菌細胞である、請求項21に記載の組換え宿主細胞。 The recombinant host cell according to claim 21, wherein the eukaryotic cell is a yeast cell or a filamentous fungal cell. 前記真核細胞がサッカロミセス(Saccharomyces)属またはピキア(Pichia)属の酵母細胞である、請求項21に記載の組換え宿主細胞。 The recombinant host cell according to claim 21, wherein the eukaryotic cell is a yeast cell of the genus Saccharomyces or Pichia. 前記少なくとも2つのコア調節プロモーター領域が同一である、請求項1に記載のpG1−xプロモーター。 The pG1-x promoter according to claim 1, wherein the at least two core regulatory promoter regions are the same.
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